DE102018115509A1 - Heat dissipation device, semiconductor packaging system and method of manufacturing the same - Google Patents

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Irmgard Escher-Poeppel
Martin Gruber
Michael Juerss
Thorsten Scharf
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Abstract

Eine Wärmedissipationsvorrichtung (100) weist einen ersten Teil (104) auf, welcher ein erstes Material aufweist und einen Oberflächenbereich (108) hat; und einen zweiten Teil (110) auf dem Oberflächenbereich, wobei der zweite Teil ein zweites Material aufweist; wobei der zweite Teil (110) eine Porosität hat.A heat dissipation device (100) has a first part (104) which has a first material and has a surface area (108); and a second portion (110) on the surface area, the second portion comprising a second material; the second part (110) having a porosity.

Description

Technisches GebietTechnical field

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wärmedissipationsvorrichtung, ein Packagingsystem und Verfahren zum Herstellen derselben.The present invention relates to a heat dissipation device, a packaging system and methods for producing the same.

Hintergrundbackground

Elektronische Vorrichtungen fordern häufig eine Wärmedissipationsvorrichtung (zum Beispiel einen Kühlkörper) zum Entfernen von thermischer Energie, welche von den elektronischen Vorrichtungen erzeugt wird. Dies ist insbesondere zutreffend für Leistungsvorrichtungen, wie beispielsweise Leistungspackages.Electronic devices often require a heat dissipation device (e.g., a heat sink) to remove thermal energy generated by the electronic devices. This is particularly true for performance devices such as performance packages.

Eine Halbleitervorrichtung weist gewöhnlich ein Leistungshalbleiter-Die auf, welches konfiguriert ist zum Leiten eines Laststroms entlang eines Laststrompfades zwischen zwei Lastanschlüssen des Dies. Ferner kann der Laststrompfad gesteuert sein, zum Beispiel mittels einer isolierten Elektrode, welche manchmal als Gate-Elektrode bezeichnet wird. Zum Beispiel kann auf ein Empfangen eines entsprechenden Steuersignals von zum Beispiel einem Treiber die Steuerelektrode die Leistungshalbleitervorrichtung in einen von einem leitenden Zustand und einem blockierenden Zustand setzen.A semiconductor device typically has a power semiconductor die that is configured to conduct a load current along a load current path between two load terminals of the die. Furthermore, the load current path can be controlled, for example by means of an insulated electrode, which is sometimes referred to as a gate electrode. For example, upon receiving a corresponding control signal from, for example, a driver, the control electrode may set the power semiconductor device in one of a conductive state and a blocking state.

Nachdem der Leistungshalbleiter-Die hergestellt wurde, wird er gewöhnlich innerhalb eines Packages installiert, zum Beispiel in einer Weise, die es erlaubt, das Package mit dem Die innerhalb einer Anwendung anzuordnen, zum Beispiel in einer elektronischen Vorrichtung, zum Beispiel so, dass der Die an eine Stütze, zum Beispiel eine Leiterplatte (Printed Circuit Board, PCB), gekoppelt werden kann.After the power semiconductor die has been manufactured, it is usually installed within a package, for example in a manner that allows the package with the die to be arranged within an application, for example in an electronic device, for example in such a way that the die can be coupled to a support, for example a printed circuit board (PCB).

DE 10 2015 101 674 A1 offenbart ein Package mit einem Leadframe. Der Leadframe weist ein Diepad aufweist, an welchem ein Halbleiterchip montiert ist. Eine Hauptoberfläche des Diepads entfernt von dem Halbleiterchip ist mindestens teilweise freigelegt, was ein Montieren eines Kühlkörpers an dem Package erlaubt, so dass überschüssige Wärme, die von dem Halbleiterchip erzeugt wird, effektiv entfernt wird. Kosten für die Herstellung einer Wärmedissipationsvorrichtung und Montieren einer Wärmedissipationsvorrichtung an eine elektronische Vorrichtung sind für die Industrie wichtig. Verwandt damit sind Leistungsfähigkeit, Abmessungen und Zuverlässigkeit. Die verschiedenen Lösungen zum Versorgen einer elektronischen Vorrichtung mit einer Wärmedissipationsvorrichtung sind vielfältig und müssen sich mit den Bedürfnissen der Anwendung befassen. DE 10 2015 101 674 A1 discloses a package with a lead frame. The leadframe has a diepad on which a semiconductor chip is mounted. A main surface of the diepad away from the semiconductor chip is at least partially exposed, which allows a heat sink to be mounted on the package so that excess heat generated by the semiconductor chip is effectively removed. Costs of manufacturing a heat dissipation device and mounting a heat dissipation device on an electronic device are important to the industry. Performance, dimensions and reliability are related to this. The various solutions for supplying an electronic device with a heat dissipation device are diverse and must deal with the needs of the application.

ZusammenfassungSummary

Es gibt ein Bedürfnis, eine Wärmedissipationsvorrichtung und ein Package, welches eine Wärmedissipationsvorrichtung aufweist, in einer einfachen und zuverlässigen Weise herzustellen.There is a need to manufacture a heat dissipation device and a package having a heat dissipation device in a simple and reliable manner.

Gemäß einem ersten Aspekt der hierin offenbarten Gegenstände wird eine Wärmedissipationsvorrichtung (zum Beispiel ein Kühlkörper) bereitgestellt. Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform wird eine Wärmedissipationsvorrichtung bereitgestellt, die Wärmedissipationsvorrichtung aufweisend: einen ersten Teil, welcher ein erstes Material aufweist und einen Oberflächenbereich hat; und einen zweiten Teil, welcher mit dem Oberflächenbereich direkt gekoppelt ist, wobei der zweite Teil ein zweites Material aufweist; wobei das zweite Material eine Porosität aufweist. Gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform ist die Wärmedissipationsvorrichtung hergestellt gemäß einem Verfahren gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen, wie sie hierin offenbart sind. Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform wird ein Verfahren des Verwendens einer Sprühbeschichtungstechnik oder einer Plasmasprühbeschichtungstechnik bereitgestellt zum Liefern eines zweiten Teils einer Wärmedissipationsvorrichtung auf einem Oberflächenbereich eines ersten Teils der Wärmedissipationsvorrichtung, wobei der erste Teil ein erstes Material aufweist und der zweite Teil ein zweites Material aufweist.According to a first aspect of the objects disclosed herein, a heat dissipation device (e.g., a heat sink) is provided. According to an exemplary embodiment, a heat dissipation device is provided, the heat dissipation device comprising: a first part, which has a first material and has a surface area; and a second part directly coupled to the surface area, the second part comprising a second material; the second material having a porosity. According to a further exemplary embodiment, the heat dissipation device is manufactured according to a method according to one or more embodiments as disclosed herein. According to an exemplary embodiment, a method of using a spray coating technique or a plasma spray coating technique is provided to provide a second portion of a heat dissipation device on a surface area of a first portion of the heat dissipation device, the first portion comprising a first material and the second portion comprising a second material.

Gemäß einem zweiten Teil der hierin offenbarten Gegenstände wird ein Packagingsystem bereitgestellt. Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform weist das Packagingsystem auf: ein Package aufweisend einen elektronischen Chip; wobei das Package einen Packagekörper aufweist, welcher den elektronischen Chip verkapselt; wobei der Packagekörper eine freigelegte Wärmetransferoberfläche aufweist, die aus Metall hergestellt ist; und wobei das Packagingsystem ferner eine Wärmedissipationsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt oder einer Ausführungsform davon aufweist, wobei die Wärmedissipationsvorrichtung an die Wärmetransferoberfläche thermisch gekoppelt ist. Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform weist ein Verfahren des Herstellens eines Packagingsystems auf: Montieren an ein Package, welches einen elektronischen Chip aufweist, eine Wärmedissipationsvorrichtung gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen, wie sie hierin beschrieben sind.According to a second part of the subject matter disclosed herein, a packaging system is provided. According to an exemplary embodiment, the packaging system has: a package comprising an electronic chip; wherein the package has a package body that encapsulates the electronic chip; the package body having an exposed heat transfer surface made of metal; and wherein the packaging system further comprises a heat dissipation device according to the first aspect or an embodiment thereof, wherein the heat dissipation device is thermally coupled to the heat transfer surface. According to an exemplary embodiment, a method of manufacturing a packaging system comprises: mounting on a package having an electronic chip, a heat dissipation device according to one or more embodiments as described herein.

Gemäß einem dritten Aspekt der hierin offenbarten Gegenstände wird eine elektronische Vorrichtung bereitgestellt. Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform wird eine elektronische Vorrichtung bereitgestellt aufweisend eine Stütze, insbesondere eine Leiterplatte, PCB; und ein Packagingsystem gemäß dem zweiten Aspekt oder einer Ausführungsform davon, wobei das Packagingsystem an die Stütze montiert ist. Gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform wird ein Verfahren des Herstellens einer elektronischen Vorrichtung bereitgestellt, das Verfahren aufweisend: Montieren eines Package, welches einen elektronischen Chip aufweist, an eine Stütze; thermisch Koppeln einer Wärmedissipationsvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt oder einer Ausführungsform davon an das Package.According to a third aspect of the subject matter disclosed herein, an electronic device is provided. According to an exemplary embodiment, an electronic device is provided comprising a support, in particular a printed circuit board, PCB; and a packaging system according to the second aspect or one Embodiment thereof, wherein the packaging system is mounted on the support. According to a further exemplary embodiment, a method for producing an electronic device is provided, the method comprising: mounting a package, which has an electronic chip, on a support; thermally coupling a heat dissipation device according to the first aspect or an embodiment thereof to the package.

Beschreibung weiterer exemplarischer AusführungsformenDescription of further exemplary embodiments

Im Folgenden werden weitere exemplarische Ausführungsformen der Wärmedissipationsvorrichtung, des Packagingsystems, der elektronischen Vorrichtung und der Verfahren beschrieben, von denen jede Anzahl und jede Kombination realisiert werden kann in einer Implementierung von Aspekten der hierin offenbarten Gegenstände.In the following, further exemplary embodiments of the heat dissipation device, the packaging system, the electronic device and the methods are described, any number and any combination of which can be implemented in an implementation of aspects of the objects disclosed herein.

In dem Kontext der vorliegenden Anmeldung bezeichnet der Begriff „Package“ insbesondere mindestens einen mindestens teilweise verkapselten elektronischen Chip mit mindestens einem externen elektrischen Kontakt, welcher auch als Ausleitanschluss (englisch: outlead terminal) bezeichnet wird.In the context of the present application, the term “package” denotes in particular at least one at least partially encapsulated electronic chip with at least one external electrical contact, which is also referred to as an outlead terminal.

Der Begriff „elektronischer Chip“ kann insbesondere einen Halbleiterchip bezeichnen, welcher mindestens ein integriertes Schaltungselement (wie beispielsweise eine Diode oder einen Transistor) aufweist, zum Beispiel in einem Oberflächenbereich davon. Der elektronische Chip kann ein nackter Die sein oder kann bereits gepackaged oder mit einem Verkapselungsmaterial verkapselt sein.The term “electronic chip” can in particular refer to a semiconductor chip which has at least one integrated circuit element (such as a diode or a transistor), for example in a surface area thereof. The electronic chip can be a bare die or can already be packaged or encapsulated with an encapsulation material.

In dem Kontext der vorliegenden Anmeldung kann der Begriff „Verkapselungsmaterial“ insbesondere ein im Wesentlichen elektrisch isolierendes und vorzugsweise thermisch leitendes Material bezeichnen, welches einen elektronischen Chip und Teil eines Trägers umgibt (zum Beispiel hermetisch umgibt), um mechanischen Schutz, elektrische Isolation und optional einen Beitrag zur Wärmeableitung während des Betriebs zu liefern. Solch ein Verkapselungsmaterial kann zum Beispiel eine Formmasse sein.In the context of the present application, the term “encapsulation material” can in particular designate an essentially electrically insulating and preferably thermally conductive material which surrounds an electronic chip and part of a carrier (for example hermetically surrounds), for mechanical protection, electrical insulation and optionally one To contribute to heat dissipation during operation. Such an encapsulation material can be a molding compound, for example.

In dem Kontext der vorliegenden Anmeldung kann der Begriff „Träger“ insbesondere eine elektrisch leitende Struktur, wie beispielsweise einen Leadframe, bezeichnen, welcher als Stütze für einen oder mehrere elektronische Chips dient und welcher auch zu der elektrischen Verbindung zwischen dem Chip und einer oder mehreren weiteren Komponenten (zum Beispiel Ausleitanschlüssen) beitragen kann. In anderen Worten kann der Träger eine mechanische Stützfunktion und eine elektrische Verbindungsfunktion erfüllen. Ferner kann der Träger mehrere Teile aufweisen, die elektrisch separiert sind, zumindest in dem finalen Produkt (nach dem Packaging). Entsprechend kann der Träger auch bezeichnet werden als eine Trägerstruktur (oder, im Falle eines Leadframes, als eine Leadframe-Struktur).In the context of the present application, the term “carrier” can in particular refer to an electrically conductive structure, such as a leadframe, which serves as a support for one or more electronic chips and which also serves for the electrical connection between the chip and one or more others Components (for example reject connections) can contribute. In other words, the carrier can perform a mechanical support function and an electrical connection function. Furthermore, the carrier can have several parts that are electrically separated, at least in the final product (after the packaging). Accordingly, the carrier can also be referred to as a carrier structure (or, in the case of a lead frame, as a lead frame structure).

In dem Kontext der vorliegenden Anmeldung kann der Begriff „Komponente“ insbesondere einen Träger oder irgendein elektronisches Element bezeichnen, welches mit dem Träger verbunden sein kann, um seine elektronische Funktion an das Package zu liefern. Insbesondere kann die Komponente eine passive Komponente sein, wie beispielsweise ein Induktor (insbesondere eine Spule), ein Kondensator (beispielsweise ein Keramikkondensator), ein ohmscher Widerstand, eine Induktivität, eine Diode, ein Transformator etc. Insbesondere Komponenten, welche nicht in der Lage sind, einen Strom durch ein anderes elektrisches Signal zu steuern, können als passive Komponenten bezeichnet sein. Jedoch kann die Komponente ebenso eine aktive Komponente sein, insbesondere eine Komponente, welche in der Lage ist, Strom durch ein anderes elektrisches Signal zu steuern. Aktive Komponenten können ein analoger elektronischer Filter sein mit der Fähigkeit, ein Signal zu verstärken oder eine Leistungsverstärkung zu erzeugen, ein Oszillator, ein Transistor oder ein anderes integriertes Schaltungselement. Insbesondere kann die Komponente jede oberflächenmontierte Vorrichtung (surface-mounted device, SMD) sein, kann jede Durchgangslochvorrichtung (through-hole device, THD) sein, kann ein Sensor sein, eine lichtemittierende Diode oder eine Laserdiode. In einer anderen Ausführungsform ist die Komponente ebenfalls ein Package, insbesondere ein verkapselter weiterer elektronischer Chip.In the context of the present application, the term “component” can in particular designate a carrier or any electronic element that can be connected to the carrier in order to deliver its electronic function to the package. In particular, the component can be a passive component, such as, for example, an inductor (in particular a coil), a capacitor (for example a ceramic capacitor), an ohmic resistor, an inductor, a diode, a transformer etc. In particular components which are not capable Controlling a current through another electrical signal can be referred to as passive components. However, the component may also be an active component, particularly a component that is capable of controlling current through another electrical signal. Active components can be an analog electronic filter with the ability to amplify a signal or generate a power gain, an oscillator, a transistor, or other integrated circuit element. In particular, the component can be any surface-mounted device (SMD), can be any through-hole device (THD), can be a sensor, a light-emitting diode or a laser diode. In another embodiment, the component is also a package, in particular an encapsulated further electronic chip.

Gemäß einer Ausführungsform weist der zweite Teil eine Porosität auf (das heißt ein Volumenteil des zweiten Teils besteht aus Poren). In anderen Worten ist, gemäß einer Ausführungsform, der zweite Teil porös/aus einem porösen Material hergestellt. Gemäß einer Ausführungsform weist die Wärmedissipationsvorrichtung einen ersten Teil und einen zweiten Teil auf. Gemäß einer Ausführungsform ist die Porosität des zweiten Teils größer als 0,1% (in anderen Worten ist der Volumenanteil der Poren des zweiten Teils größer als 0,1% des Gesamtvolumens des zweiten Teils). Gemäß einer Ausführungsform ist die Porosität des zweiten Teils in einem Bereich zwischen 0,1% und 30%, insbesondere zwischen 1% und 20%, ferner insbesondere zwischen 3% und 15%. Eine Porosität dieses Typs kann erreicht werden durch ein Verfahren des Herstellens einer Wärmedissipationsvorrichtung gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände. Gemäß einer Ausführungsform kann eine Porosität dieses Typs erreicht werden durch Abscheiden von Partikeln des zweiten Materials auf dem Oberflächenbereich des ersten Teils. Gemäß einer Ausführungsform bilden die so deponierten Partikel des zweiten Materials den zweiten Teil.According to one embodiment, the second part has a porosity (that is to say a volume part of the second part consists of pores). In other words, according to one embodiment, the second part is made porous / from a porous material. According to one embodiment, the heat dissipation device has a first part and a second part. According to one embodiment, the porosity of the second part is greater than 0.1% (in other words, the volume fraction of the pores of the second part is greater than 0.1% of the total volume of the second part). According to one embodiment, the porosity of the second part is in a range between 0.1% and 30%, in particular between 1% and 20%, furthermore in particular between 3% and 15%. Porosity of this type can be achieved by a method of manufacturing a heat dissipation device in accordance with embodiments of the objects disclosed herein. According to one embodiment, a porosity of this type can be achieved by depositing particles of the second material on the surface area of the first part. According to one Embodiment, the particles of the second material deposited in this way form the second part.

Gemäß einer Ausführungsform ist das erste Material des ersten Teils ein Metall. Zum Beispiel ist gemäß einer Ausführungsform das erste Material ein Metall, welches eine natürliche Oxidschicht auf seiner Oberfläche bildet. Gemäß einer Ausführungsform weist das erste Material mindestens eines von Aluminium und Magnesium auf. Aluminium hat eine vergleichsweise geringe Dichte und erlaubt folglich das Herstellen einer leichtgewichtigen Wärmedissipationsvorrichtung bei vernünftigen Kosten. Jedoch kann die natürliche Oxidschicht, die auf der Oberfläche von Aluminium gebildet ist, häufig die Befestigung der Wärmedissipationsvorrichtung an eine Wärmetransferoberfläche nachteilig beeinflussen. Durch Ausstatten des ersten Teils der Wärmedissipationsvorrichtung mit dem zweiten Teil, aufweisend ein zweites Material, kann das zweite Material ausgewählt sein, um so die Verwendung des gewünschten Befestigungsmaterials zu erlauben. Die Porosität des zweiten Teils kann ferner die Zuverlässigkeit der Befestigung der Wärmedissipationsvorrichtung an der Wärmetransferoberfläche verbessern.According to one embodiment, the first material of the first part is a metal. For example, in one embodiment, the first material is a metal that forms a natural oxide layer on its surface. According to one embodiment, the first material has at least one of aluminum and magnesium. Aluminum has a comparatively low density and thus allows a lightweight heat dissipation device to be manufactured at a reasonable cost. However, the natural oxide layer formed on the surface of aluminum can often adversely affect the attachment of the heat dissipation device to a heat transfer surface. By equipping the first part of the heat dissipation device with the second part, comprising a second material, the second material can be selected so as to allow the use of the desired fastening material. The porosity of the second part can further improve the reliability of the attachment of the heat dissipation device to the heat transfer surface.

Gemäß einer Ausführungsform ist das erste Material verschieden von dem zweiten Material. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das zweite Material ein Metall. Zum Beispiel weist gemäß einer Ausführungsform das zweite Material mindestens eines von Kupfer (Cu), eine Kupferlegierung, eine Kupfer-Zink-Legierung (Cu-Zn-Legierung), eine Kupfer-Zinn-Legierung (Cu-Sn), Silber (Ag), eine Silberlegierung, Bronze oder Messing auf.In one embodiment, the first material is different from the second material. According to a further embodiment, the second material is a metal. For example, in one embodiment, the second material has at least one of copper (Cu), a copper alloy, a copper-zinc alloy (Cu-Zn alloy), a copper-tin alloy (Cu-Sn), silver (Ag) , a silver alloy, bronze or brass.

Gemäß einer Ausführungsform weist der zweite Teil der Wärmedissipationsvorrichtung eine lötbare Oberfläche auf. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das zweite Material ein lötbares Material auf, zum Beispiel Kupfer.According to one embodiment, the second part of the heat dissipation device has a solderable surface. According to a further embodiment, the second material has a solderable material, for example copper.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform hat der zweite Teil eine mittlere Dicke, die größer ist als 30 µm (Mikrometer), insbesondere größer als 50 µm und ferner insbesondere größer als 100 µm. Zum Beispiel kann gemäß einer Ausführungsform die mittlere Dicke des zweiten Teils in einem Bereich zwischen 30 µm und 1 mm (Millimeter) sein, zum Beispiel zwischen 30 µm und 500 µm, insbesondere in einem Bereich zwischen 50 µm und 200 µm. Durch Bereitstellen des zweiten Teils mit solch einer wesentlichen mittleren Dicke wirkt der zweite Teil als ein Zwischenwärmespreizer zwischen der Wärmetransferoberfläche und dem ersten Teil der Wärmedissipationsvorrichtung.According to a further embodiment, the second part has an average thickness which is greater than 30 μm (micrometers), in particular greater than 50 μm and furthermore in particular greater than 100 μm. For example, according to one embodiment, the average thickness of the second part can be in a range between 30 μm and 1 mm (millimeters), for example between 30 μm and 500 μm, in particular in a range between 50 μm and 200 μm. By providing the second part with such a substantial average thickness, the second part acts as an intermediate heat spreader between the heat transfer surface and the first part of the heat dissipation device.

Gemäß einer Ausführungsform ist die thermische Leitfähigkeit des zweiten Materials höher als eine thermische Leitfähigkeit des ersten Materials. Gemäß einer Ausführungsform kann das erste Material AI oder eine AI-Legierung sein mit einer thermischen Leitfähigkeit in einem Bereich zwischen 80 W/mK bis 230 W/mK und das zweite Material könnte Kupfer oder eine Kupferlegierung sein mit einer thermischen Leitfähigkeit in einem Bereich zwischen 100 W/mK bis 400 W/mK).According to one embodiment, the thermal conductivity of the second material is higher than a thermal conductivity of the first material. According to one embodiment, the first material can be Al or an Al alloy with a thermal conductivity in a range between 80 W / mK to 230 W / mK and the second material could be copper or a copper alloy with a thermal conductivity in a range between 100 W / mK to 400 W / mK).

Dies kann erlauben, mindestens eine Dimension des ersten Teils zu reduzieren, und erlaubt folglich, die gesamte Wärmedissipationsvorrichtung kompakter zu machen.This can allow at least one dimension of the first part to be reduced and consequently allows the entire heat dissipation device to be made more compact.

Gemäß einer Ausführungsform weist der zweite Teil eine Vielzahl von Poren auf, von welchen mindestens ein Teil mit einem dritten Material gefüllt ist. Zum Beispiel kann gemäß einer Ausführungsform das dritte Material eine höhere Korrosionsresistenz als das zweite Material aufweisen. Auf diese Weise kann die Korrosionsresistenz des zweiten Teils verbessert werden.According to one embodiment, the second part has a multiplicity of pores, at least part of which is filled with a third material. For example, in one embodiment, the third material may have a higher corrosion resistance than the second material. In this way, the corrosion resistance of the second part can be improved.

Gemäß einer Ausführungsform weist eine Grenzfläche zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil bestimmte Oberflächenrauigkeit auf. Solange es nicht ausdrücklich anders angegeben ist, bezieht sich der Begriff „Rauigkeit“ hierin auf den quadratischen Rautiefenmittelwert (englisch: root mean square roughness, rms roughness), wie er in üblichen Normen definiert ist. Gemäß einer Ausführungsform ist ein quadratischer Rautiefenmittelwert der Grenzfläche zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil in einem Bereich zwischen 1 µm und 100 µm, insbesondere zwischen 5 µm und 40 µm, ferner insbesondere zwischen 10 µm und 40 µm. Die Rauigkeit der Grenzfläche kann die Adhäsion zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil verbessern. Gemäß einer Ausführungsform ist die RMS-Rauigkeit über eine Länge von 1 mm gemessen.According to one embodiment, an interface between the first part and the second part has certain surface roughness. Unless expressly stated otherwise, the term “roughness” here refers to the root mean square roughness (rms roughness) as it is defined in customary standards. According to one embodiment, a square mean roughness depth of the interface between the first part and the second part is in a range between 1 μm and 100 μm, in particular between 5 μm and 40 μm, furthermore in particular between 10 μm and 40 μm. The roughness of the interface can improve the adhesion between the first part and the second part. According to one embodiment, the RMS roughness is measured over a length of 1 mm.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform hat der zweite Teil thermische Eigenschaften, die verschieden sind von den thermischen Eigenschaften des ersten Teils, zum Beispiel verschieden von den thermischen Eigenschaften des ersten Materials. Gemäß einer Ausführungsform ist der zweite Teil eine Materialschicht, zum Beispiel eine Materialschicht, welche das zweite Material aufweist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform hat die Materialschicht thermische Eigenschaften, die verschieden sind von den thermischen Eigenschaften des ersten Teils.According to a further embodiment, the second part has thermal properties that are different from the thermal properties of the first part, for example different from the thermal properties of the first material. According to one embodiment, the second part is a material layer, for example a material layer which has the second material. According to a further embodiment, the material layer has thermal properties that are different from the thermal properties of the first part.

Gemäß einer Ausführungsform weist mindestens eines von der Wärmetransferoberfläche und dem zweiten Teil zwei oder mehr einzelne Bereiche auf. In anderen Worten sind gemäß einer Ausführungsform die zwei oder mehr einzelnen Bereiche (lateral) voneinander beabstandet. Gemäß einer Ausführungsform ist die Materialschicht strukturiert, d. h. der zweite Teil ist eine strukturierte Materialschicht. Zum Beispiel kann gemäß einer Ausführungsform die Struktur (zum Beispiel die geometrische Form) des zweiten Teils angepasst sein an die Wärmetransferoberfläche, insbesondere wobei die Wärmetransferoberfläche zwei oder mehr einzelne Oberflächenbereiche aufweist (zum Beispiel wenn die Wärmetransferoberfläche von zwei oder mehr einzelnen Komponenten gebildet ist), welche sich dieselbe (d. h. eine einzige) Wärmedissipationsvorrichtung teilen. Zum Beispiel kann gemäß einer Ausführungsform die Struktur des zweiten Teils einen einzelnen thermischen Kontaktbereich für jeden einzelnen Oberflächenbereich der Wärmetransferoberfläche liefern.According to one embodiment, at least one of the heat transfer surface and the second part has two or more individual areas. In other words, according to one embodiment, the two or more individual regions are (laterally) spaced from one another. According to one embodiment, the material layer is structured, ie the second part is a structured material layer. For example, according to one embodiment, the structure (for example the geometric shape) of the second part can be adapted to the heat transfer surface, in particular where the heat transfer surface has two or more individual surface areas (for example if the heat transfer surface is formed by two or more individual components), which share the same (ie one) heat dissipation device. For example, according to one embodiment, the structure of the second part can provide a single thermal contact area for each individual surface area of the heat transfer surface.

Gemäß einer Ausführungsform weist der Oberflächenbereich der Wärmedissipationsvorrichtung das erste Material auf. Zum Beispiel besteht gemäß einer Ausführungsform der erste Teil aus einem Körper, welcher das erste Material aufweist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Oberflächenbereich durch das erste Material gebildet. Zum Beispiel ist gemäß einer Ausführungsform der Körper aus dem ersten Material hergestellt. Zum Beispiel ist gemäß einer Ausführungsform der erste Teil aus Aluminium gebildet, zum Beispiel aus einem einzigen Stück von Aluminium, welches den Oberflächenbereich aufweist. Aluminium hat den Vorteil, leichtgewichtig und kostengünstig zu sein. Ferner hat Aluminium eine gute thermische Leitfähigkeit.According to one embodiment, the surface area of the heat dissipation device has the first material. For example, according to one embodiment, the first part consists of a body that has the first material. According to a further embodiment, the surface area is formed by the first material. For example, in one embodiment, the body is made of the first material. For example, in one embodiment, the first part is formed from aluminum, for example from a single piece of aluminum that has the surface area. Aluminum has the advantage of being lightweight and inexpensive. Aluminum also has good thermal conductivity.

Gemäß einer Ausführungsform weist der erste Teil eine weitere Schicht, zum Beispiel eine Barriereschicht und/oder eine Adhäsionsschicht und/oder eine Adhäsionsförderungsschicht, auf. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Adhäsionsförderungsschicht eines oder mehrere von Aluminium (AI), Titan (Ti), Nickel (Ni), Gold (Au) und/oder eine Legierung von einem oder mehreren von Aluminium (AI), Titan (Ti), Nickel (Ni), Gold (Au) auf. Zum Beispiel weist gemäß einer Ausführungsform der erste Teil einen Körper (zum Beispiel den oben beschriebenen Körper) und eine weitere Schicht auf, wobei die weitere Schicht zwischen dem Körper und dem zweiten Teil angeordnet ist und die weitere Schicht den Oberflächenbereich aufweist. Gemäß einer Ausführungsform ist die Barriereschicht (insbesondere das Material, von welchem die Barriereschicht gebildet ist) konfiguriert zum Verhindern einer chemischen Reaktion und/oder einer Interdiffusion von dem ersten Material und dem zweiten Material. Zum Beispiel verhindert gemäß einer Ausführungsform die Barriereschicht die Bildung von (unerwünschten) intermetallischen Phasen von dem ersten Material und dem zweiten Material. Zum Beispiel weist gemäß einer Ausführungsform die Barriereschicht eines oder mehrere von Nickel (Ni), Titan (Ti), Titannitrid (TiN) und Chrom (Cr) auf.According to one embodiment, the first part has a further layer, for example a barrier layer and / or an adhesion layer and / or an adhesion promotion layer. According to a further embodiment, the adhesion promoting layer has one or more of aluminum (Al), titanium (Ti), nickel (Ni), gold (Au) and / or an alloy of one or more of aluminum (Al), titanium (Ti), Nickel (Ni), gold (Au). For example, according to one embodiment, the first part has a body (for example the body described above) and a further layer, the further layer being arranged between the body and the second part and the further layer having the surface area. According to one embodiment, the barrier layer (in particular the material from which the barrier layer is formed) is configured to prevent a chemical reaction and / or interdiffusion of the first material and the second material. For example, in one embodiment, the barrier layer prevents the formation of (undesirable) intermetallic phases from the first material and the second material. For example, in one embodiment, the barrier layer comprises one or more of nickel (Ni), titanium (Ti), titanium nitride (TiN), and chromium (Cr).

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Wärmedissipationsvorrichtung ferner ein Befestigungsmaterial auf dem zweiten Teil auf. Gemäß einer Ausführungsform ist das Befestigungsmaterial konfiguriert für die Befestigung der Wärmedissipationsvorrichtung an der Wärmetransferoberfläche. Gemäß einer Ausführungsform weist das Befestigungsmaterial mindestens eines von (i) einem Lot, insbesondere einem Weichlot, einer Lötpaste oder einem Diffusionslot; (ii) ein Wärmekopplungsmaterial; (iii) ein sinterbares Material, auf. Gemäß einer Ausführungsform ist das Befestigungsmaterial aufgebracht durch Deponieren von Teilchen des Befestigungsmaterials auf dem zweiten Teil. Zum Beispiel wird gemäß einer Ausführungsform das Befestigungsmaterial auf das zweite Teil aufgebracht durch Sprühbeschichtung oder Plasmasprühbeschichtung.According to a further embodiment, the heat dissipation device also has a fastening material on the second part. According to one embodiment, the fastening material is configured for fastening the heat dissipation device to the heat transfer surface. According to one embodiment, the fastening material has at least one of (i) a solder, in particular a soft solder, a solder paste or a diffusion solder; (ii) a thermal coupling material; (iii) a sinterable material. According to one embodiment, the fastening material is applied by depositing particles of the fastening material on the second part. For example, in one embodiment, the fastener material is applied to the second part by spray coating or plasma spray coating.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Befestigungsmaterial konfiguriert (zum Beispiel ist die Menge des Befestigungsmaterials ausreichend), um eine formschlüssige Verbindung an die Wärmetransferoberfläche zu liefern. In anderen Worten ist gemäß einer Ausführungsform das Befestigungsmaterial konfiguriert, um eine Oberflächenrauigkeit (oder eine Oberflächenstruktur) des zweiten Teils und/oder der Wärmetransferoberfläche auszugleichen.In one embodiment, the fastening material is configured (for example, the amount of fastening material is sufficient) to provide a positive connection to the heat transfer surface. In other words, according to one embodiment, the fastening material is configured to compensate for a surface roughness (or a surface structure) of the second part and / or the heat transfer surface.

Gemäß einer Ausführungsform weist ein Packagingsystem ein Package auf, aufweisend einen elektronischen Chip und eine Wärmedissipationsvorrichtung (gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der hier offenbarten Gegenstände), die an dem Package befestigt ist, insbesondere durch ein Befestigungsmaterial, wie es hierin offenbart ist. Zum Beispiel weist gemäß einer Ausführungsform das Package eine Wärmetransferoberfläche (zum Beispiel eine Oberfläche, von welcher Wärme entfernt werden soll) auf und die Wärmedissipationsvorrichtung ist an der Wärmetransferoberfläche befestigt.According to one embodiment, a packaging system comprises a package, comprising an electronic chip and a heat dissipation device (according to one or more embodiments of the objects disclosed here), which is fastened to the package, in particular by means of a fastening material as disclosed herein. For example, in one embodiment, the package has a heat transfer surface (for example, a surface from which heat is to be removed) and the heat dissipation device is attached to the heat transfer surface.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Package (zum Beispiel das Packagingsystem) auf einer ersten Hauptoberfläche einer Stütze, insbesondere einer Leiterplatte, montiert und die Wärmetransferoberfläche (oder zum Beispiel eine zweite Wärmetransferoberfläche) ist auf der zweiten Hauptoberfläche der Stütze bereitgestellt, welche der ersten Hauptoberfläche entgegengesetzt ist (d. h. davon weg weist). Eine thermische Verbindung zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche kann erreicht werden durch eine Vielzahl von Vias, welche sich zwischen der ersten Hauptoberfläche und der zweiten Hauptoberfläche erstrecken. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Package ferner eine weitere Wärmetransferoberfläche aufweisen, welche der Stütze entgegengesetzt ist, wobei eine weitere Wärmedissipationsvorrichtung an der weiteren Wärmetransferoberfläche befestigt ist. Auf diese Weise ist eine Kühlung der elektronischen Vorrichtung (welche das Package und die Leiterplatte aufweist) von zwei Seiten der elektronischen Vorrichtung möglich.According to a further embodiment, the package (for example the packaging system) is mounted on a first main surface of a support, in particular a printed circuit board, and the heat transfer surface (or for example a second heat transfer surface) is provided on the second main surface of the support, which is opposite to the first main surface is (ie points away from it). A thermal connection between the first main surface and the second main surface can be achieved by a plurality of vias which extend between the first main surface and the second main surface. According to a further embodiment, the package can furthermore have a further heat transfer surface which is opposite the support, a further heat dissipation device being attached to the further heat transfer surface. In this way, cooling of the electronic device (which is the package and the Printed circuit board) possible from two sides of the electronic device.

Gemäß einer Ausführungsform weist der elektronische Chip auf (zum Beispiel ist der elektronische Chip) ein Halbleiterchip, insbesondere ein Leistungshalbleiterchip, zum Beispiel eine Vertikalstromvorrichtung, insbesondere ein Bipolartransistor mit isoliertem Gate (insulated gate bipolar transistor, IGBT), ein Metalloxid-Feldeffekttransistor (MOSFET), eine Siliziumcarbid(SiC)-Vorrichtung oder eine Galliumnitrid(GaN)-Vorrichtung. Zum Beispiel kann ein Leistungshalbleiterchip konfiguriert sein für eine Nennleistung von ungefähr 100 W, was in 5 W Wärmeerzeugung resultiert für eine angenommene Effizienz von ungefähr 95%. Insbesondere für Leistungshalbleiterchips sind elektrische Zuverlässigkeit und mechanische Integrität wichtige Punkte, welche mit einer Wärmedissipationsvorrichtung, wie sie hierin beschrieben ist, erfüllt werden können. Gemäß einer Ausführungsform ist ein Leistungshalbleiterchip ein Chip mit vertikalem Leistungsfluss (zum Beispiel eine Vertikalstromvorrichtung, insbesondere ein Chip mit einer Lastelektrode (zum Beispiel einer einzigen Lastelektrode) auf jeder von entgegengesetzten Seiten des Chips. Gemäß einer Ausführungsform weist ein Leistungshalbleiterchip mindestens einen von einem Bipolartransistor mit isoliertem Gate, einem Feldeffekttransistor (zum Beispiel einem Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor), einer Diode etc. auf. Mit solchen Bestandteilen ist es möglich, Packages zu liefern für Automotive-Anwendungen, Hochfrequenzanwendungen etc. Beispiele von elektrischen Schaltungen, welche erzeugt werden können durch solche und andere Leistungshalbleiterschaltungen und Packages sind Halbbrücken, Vollbrücken etc. Zum Beispiel kann die hierin offenbarte Wärmedissipationsvorrichtung vorteilhaft sein für jede Vorrichtung, die erfordert, dass Wärme dissipiert wird. Insbesondere kann die Wärmedissipationsvorrichtung gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände zuverlässig mechanisch befestigt und thermisch gekoppelt werden an eine Wärmetransferoberfläche durch Löten des zweiten Teils an die Wärmetransferoberfläche.According to one embodiment, the electronic chip has (for example the electronic chip) a semiconductor chip, in particular a power semiconductor chip, for example a vertical current device, in particular a bipolar transistor with an insulated gate (IGBT), a metal oxide field effect transistor (MOSFET) , a silicon carbide (SiC) device or a gallium nitride (GaN) device. For example, a power semiconductor chip can be configured for a nominal power of approximately 100 W, resulting in 5 W of heat generation for an assumed efficiency of approximately 95%. In particular for power semiconductor chips, electrical reliability and mechanical integrity are important points which can be met with a heat dissipation device as described here. According to one embodiment, a power semiconductor chip is a chip with vertical power flow (for example a vertical current device, in particular a chip with a load electrode (for example a single load electrode) on each of opposite sides of the chip. According to one embodiment, a power semiconductor chip has at least one of a bipolar transistor insulated gate, a field effect transistor (for example a metal oxide semiconductor field effect transistor), a diode etc. With such components it is possible to supply packages for automotive applications, high frequency applications etc. Examples of electrical circuits which can be produced by such and other power semiconductor circuits and packages are half-bridges, full-bridges, etc. For example, the heat dissipation device disclosed herein may be advantageous for any device that requires heat to be dissipated The heat dissipation device according to embodiments of the objects disclosed herein are reliably mechanically attached and thermally coupled to a heat transfer surface by soldering the second part to the heat transfer surface.

Gemäß einer Ausführungsform weist der erste Teil einen weiteren Oberflächenbereich (welcher als zweiter Oberflächenbereich bezeichnet werden kann) auf, der dem Oberflächenbereich (welcher als erster Oberflächenbereich bezeichnet werden kann) entgegengesetzt ist, wobei der weitere Oberflächenbereich konfiguriert ist zum Empfangen einer weiteren Wärmedissipationsvorrichtung. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der weitere Oberflächenbereich bereitgestellt durch ein Iso-Interface, zum Beispiel ein Interface mit einer Dicke von 152 µm und einer thermischen Leitfähigkeit von 2,3 Watt pro Meter und Kelvin (W/mK) (das auch als K10-Interface bezeichnet wird).According to one embodiment, the first part has a further surface area (which can be referred to as a second surface area), which is opposite to the surface area (which can be referred to as a first surface area), the further surface area being configured to receive a further heat dissipation device. According to a further embodiment, the further surface area is provided by an iso interface, for example an interface with a thickness of 152 μm and a thermal conductivity of 2.3 watts per meter and Kelvin (W / mK) (which is also a K10 interface) referred to as).

Gemäß einer Ausführungsform wird ein Interface (zum Beispiel ein Iso-Interface) bereitgestellt zwischen zwei oder mehr Packages und der Wärmedissipationsvorrichtung. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Interface konfiguriert sein zum Kontaktieren der zwei oder mehr Packages elektrisch isoliert (oder in einer anderen Ausführungsform elektrisch verbunden) und thermisch gekoppelt an eine gemeinsame Wärmedissipationsvorrichtung gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände.According to one embodiment, an interface (for example an iso-interface) is provided between two or more packages and the heat dissipation device. According to a further embodiment, the interface can be configured to contact the two or more packages electrically insulated (or in another embodiment electrically connected) and thermally coupled to a common heat dissipation device according to embodiments of the objects disclosed herein.

Gemäß dem Verfahren des Herstellens einer Wärmedissipationsvorrichtung gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände weist das Verfahren auf ein Bereitstellen eines ersten Teils, welcher ein erstes Material aufweist und einen Oberflächenbereich hat, und Deponieren von Partikeln des zweiten Materials auf dem Oberflächenbereich, um dadurch den zweiten Teil zu bilden.According to the method of manufacturing a heat dissipation device in accordance with embodiments of the objects disclosed herein, the method includes providing a first portion having a first material and having a surface area and depositing particles of the second material on the surface area to thereby assign the second portion form.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Deponieren der Partikel des zweiten Materials ein Transportieren der Partikel in einem Fluidstrom (zum Beispiel in einem Gasstrom, das heißt gemäß einer Ausführungsform ist das Fluid ein Gas, zum Beispiel Luft oder Stickstoff) auf den Oberflächenbereich auf. Zum Beispiel wird gemäß einer Ausführungsform das Deponieren der Partikel des zweiten Materials durchgeführt durch Sprühbeschichten (oder Plasmasprühbeschichten) der Partikel des zweiten Materials auf den Oberflächenbereich. Hierzu kann jede geeignete bekannte Sprühbeschichtungstechnik verwendet werden. Überraschenderweise haben die Erfinder gefunden, dass Sprühbeschichten (zum Beispiel Plasmasprühbeschichten) eine geeignete Depositionstechnik ist zum Erzielen der wünschenswerten Eigenschaften des zweiten Teils, wie hierin beschrieben.According to a further embodiment, the depositing of the particles of the second material comprises transporting the particles in a fluid stream (for example in a gas stream, that is to say in accordance with one embodiment the fluid is a gas, for example air or nitrogen) onto the surface area. For example, in one embodiment, the deposition of the particles of the second material is accomplished by spray coating (or plasma spray coating) the particles of the second material onto the surface area. Any suitable known spray coating technique can be used for this. Surprisingly, the inventors have found that spray coating (e.g. plasma spray coating) is a suitable deposition technique for achieving the desirable properties of the second part, as described herein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die kinetische Energie der Partikel des zweiten Materials ausreichend, um den Oberflächenbereich zu deformieren auf das Auftreffen der Partikel auf dem Oberflächenbereich. Zum Beispiel hat gemäß einer Ausführungsform der Fluidstrom eine Geschwindigkeit von mindestens 20% bis 120% der Schallgeschwindigkeit in dem Fluid.According to a further embodiment, the kinetic energy of the particles of the second material is sufficient to deform the surface area when the particles strike the surface area. For example, in one embodiment, the fluid flow has a velocity of at least 20% to 120% of the speed of sound in the fluid.

Die Bindung des Oberflächenbereichs durch die auftreffenden Teilchen des zweiten Materials resultiert in einer guten Adhäsion der Partikel auf dem Oberflächenbereich.The binding of the surface area by the impinging particles of the second material results in good adhesion of the particles to the surface area.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren ferner auf das Bereitstellen eines Plasmas auf, insbesondere wobei der Fluidstrom das Plasma aufweist (zum Beispiel kann der Fluidstrom Ionen aufweisen und/oder die Partikel sind geladene Partikel). Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Deponieren der Partikel ein plasmaunterstütztes Deponieren der Partikel. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Plasma konfiguriert, um die Partikel als reaktive Partikel bereitzustellen.According to one embodiment, the method further comprises providing a plasma, in particular wherein the fluid stream has the plasma (for example, the fluid stream can have ions and / or the particles are charged particles). According to a further embodiment, this is Depositing the particles A plasma-assisted depositing of the particles. According to a further embodiment, the plasma is configured to provide the particles as reactive particles.

Abhängig von der Ausführungsform (den Ausführungsformen), die in dem tatsächlichen Verfahren des Herstellens der Wärmedissipationsvorrichtung implementiert sind, kann die resultierende Wärmedissipationsvorrichtung eine oder mehrere Eigenschaften aufweisen, die hierin beschrieben sind unter Bezugnahme auf entsprechende Ausführungsformen der Wärmedissipationsvorrichtung.Depending on the embodiment (s) implemented in the actual method of manufacturing the heat dissipation device, the resulting heat dissipation device may have one or more properties described herein with reference to corresponding embodiments of the heat dissipation device.

Ein Deponieren von Partikeln des zweiten Materials auf dem Oberflächenbereich hat den Vorteil, dass eine relativ große Menge an zweitem Material auf dem Oberflächenbereich deponiert werden kann in einer vergleichsweise kurzen Zeit (zum Beispiel verglichen mit Elektroplattieren).Depositing particles of the second material on the surface area has the advantage that a relatively large amount of second material can be deposited on the surface area in a comparatively short time (for example compared to electroplating).

In einer Ausführungsform weist der elektronische Chip mindestens eines der Gruppe bestehend aus einer Controllerschaltung, einer Treiberschaltung und einer Leistungshalbleiterschaltung auf. All diese Schaltungen können integriert sein in einen Halbleiterchip oder separat in verschiedenen Chips. Zum Beispiel kann eine entsprechende Leistungshalbleiteranwendung realisiert sein durch den Chip, wobei integrierte Schaltungselemente von solch einem Leistungshalbleiterchip mindestens einen Transistor aufweisen können, wie beispielsweise mindestens einen Bipolartransistor mit isoliertem Gate (IGBT) und/oder mindestens einen Feldeffekttransistor und/oder mindestens eine Siliziumcarbid(SiC)-Vorrichtung und/oder mindestens eine Galliumnitrid(GaN)-Vorrichtung (insbesondere einem MOSFET, Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor), mindestens eine Diode, etc. Insbesondere können Schaltungen, die eine Halbbrückenfunktion, eine Vollbrückenfunktion etc. erfüllen, hergestellt werden.In one embodiment, the electronic chip has at least one of the group consisting of a controller circuit, a driver circuit and a power semiconductor circuit. All of these circuits can be integrated in a semiconductor chip or separately in different chips. For example, a corresponding power semiconductor application can be implemented by the chip, whereby integrated circuit elements of such a power semiconductor chip can have at least one transistor, such as, for example, at least one bipolar transistor with insulated gate (IGBT) and / or at least one field effect transistor and / or at least one silicon carbide (SiC ) Device and / or at least one gallium nitride (GaN) device (in particular a MOSFET, metal oxide semiconductor field effect transistor), at least one diode, etc. In particular, circuits which fulfill a half-bridge function, a full-bridge function, etc. can be produced.

In einer Ausführungsform ist der elektronische Chip direkt montiert (insbesondere direkt gelötet, gesintert oder geklebt) auf eine Hauptoberfläche eines elektrisch leitenden Trägers, beispielsweise eines Leadframes. Gemäß einer Ausführungsform weist der Träger ein Metall, zum Beispiel Kupfer, auf. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Träger (zum Beispiel ein Kupfer-Leadframe) mit einem Beschichtungsmaterial beschichtet, zum Beispiel einem Metall, wie beispielsweise Nickel. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Leadframe ein Diepad auf, an welches der elektronische Chip montiert ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform verkapselt der Packagekörper den Träger zumindest teilweise. Gemäß einer Ausführungsform ist eine Ausleitung des Packages freigelegt. Ferner ist gemäß einer Ausführungsform eine Seite des Diepads und/oder ein Kontaktclip zumindest teilweise von dem Verkapselungsmaterial unbedeckt (das heißt eine Seite des Diepads und/oder ein Kontaktclip ist mindestens teilweise von dem Verkapselungsmaterial freigelegt). Zum Beispiel ist gemäß einer Ausführungsform eine Seite des Diepads und/oder eine Seite des Kontaktclips bezüglich des Verkapselungsmittels freigelegt (Doppelseiten kühlpackage).In one embodiment, the electronic chip is mounted directly (in particular directly soldered, sintered or glued) on a main surface of an electrically conductive carrier, for example a lead frame. According to one embodiment, the carrier has a metal, for example copper. According to a further embodiment, the carrier (for example a copper leadframe) is coated with a coating material, for example a metal such as nickel. According to a further embodiment, the leadframe has a diepad on which the electronic chip is mounted. According to a further embodiment, the package body at least partially encapsulates the carrier. According to one embodiment, a rejection of the package is exposed. Furthermore, according to one embodiment, one side of the diepad and / or a contact clip is at least partially uncovered by the encapsulation material (that is to say one side of the diepad and / or a contact clip is at least partially exposed by the encapsulation material). For example, in one embodiment, one side of the diepad and / or one side of the contact clip is exposed with respect to the encapsulant (double-sided cool package).

In einer Ausführungsform ist der (mindestens eine) elektronische Chip durch ein Verkapselungsmaterial, welches ein Formmaterial aufweisen kann, verkapselt. Zum Beispiel kann ein entsprechend verkapselter Teil (insbesondere Chip mit Träger, Komponente) bereitgestellt werden durch Platzieren des Teils oder der Teile zwischen einem oberen Formwerkzeug und einem unteren Formwerkzeug und um flüssiges Formmaterial darin zu injizieren. Nach der Verfestigung des Formmaterials ist die Bildung des Verkapselungsmaterials fertiggestellt. Wenn gewünscht, kann das Formmaterial mit Partikeln gefüllt sein, welche seine Eigenschaften verbessern, zum Beispiel seine Wärmeabfuhreigenschaften.In one embodiment, the (at least one) electronic chip is encapsulated by an encapsulation material, which may have a molding material. For example, a correspondingly encapsulated part (in particular chip with carrier, component) can be provided by placing the part or the parts between an upper mold and a lower mold and to inject liquid molding material therein. After the molding material has solidified, the formation of the encapsulation material is completed. If desired, the molding material can be filled with particles that improve its properties, for example its heat dissipation properties.

In einer Ausführungsform ist ein Kontaktclip, welcher thermisch und elektrisch an den elektronischen Chip gekoppelt ist, teilweise bezüglich des Verkapselungsmaterials freigelegt. In anderen Worten kann der Kontaktclip nur teilweise mit dem Verkapselungsmaterial bedeckt sein, so dass mindestens eine Wärmetransferoberfläche von dem Verkapselungsmaterial unbedeckt bleibt. Ein Erlauben, dass sich die Transferoberfläche sind aus dem Verkapselungsmaterial heraus erstreckt, fördert und vereinfacht die Wärmeabfuhr, was von äußerster Wichtigkeit für Leistungshalbleiteranwendungen ist. Gemäß einer Ausführungsform weist der elektronische Chip eine erste Oberfläche und eine entgegengesetzte zweite Oberfläche auf. Gemäß einer Ausführungsform ist die erste Oberfläche des elektronischen Chips elektronisch gekoppelt (zum Beispiel gelötet, gesintert oder geklebt) an einen elektrisch leitenden Träger, zum Beispiel einen Leadframe. Gemäß einer weiteren Ausführungsform verbindet ein elektrisch leitender Clip den elektrisch leitenden Träger und die zweite Oberfläche des elektronischen Chips elektrisch. Zum Beispiel weist gemäß einer Ausführungsform die erste Oberfläche des elektronischen Chips eine erste Lastelektrode (zum Beispiel eine Drain-Elektrode) auf und die zweite Oberfläche des elektronischen Chips weist eine zweite Lastelektrode (zum Beispiel eine Source-Elektrode) auf, wobei die elektrische Verbindung zu der ersten und zweiten Oberfläche eine elektrische Verbindung zu den entsprechenden Lastelektroden ist. Wenn der elektronische Chip eine Gate-Elektrode aufweist, weist, gemäß einer Ausführungsform, die zweite Oberfläche die Gate-Elektrode auf, die elektrisch gekoppelt ist mit dem elektrisch leitenden Träger durch einen weiteren elektrisch leitenden Clip. Gemäß einer Ausführungsform ist der elektrisch leitende Clip bezüglich des Verkapselungsmaterials freigelegt und bildet die Wärmetransferoberfläche.In one embodiment, a contact clip, which is thermally and electrically coupled to the electronic chip, is partially exposed with respect to the encapsulation material. In other words, the contact clip can only be partially covered with the encapsulation material, so that at least one heat transfer surface remains uncovered by the encapsulation material. Allowing the transfer surface to extend out of the encapsulation material promotes and simplifies heat dissipation, which is extremely important for power semiconductor applications. In one embodiment, the electronic chip has a first surface and an opposite second surface. According to one embodiment, the first surface of the electronic chip is electronically coupled (for example soldered, sintered or glued) to an electrically conductive carrier, for example a lead frame. According to a further embodiment, an electrically conductive clip electrically connects the electrically conductive carrier and the second surface of the electronic chip. For example, in one embodiment, the first surface of the electronic chip has a first load electrode (e.g., a drain electrode) and the second surface of the electronic chip has a second load electrode (e.g., a source electrode), with the electrical connection the first and second surfaces is an electrical connection to the corresponding load electrodes. According to one embodiment, if the electronic chip has a gate electrode, the second surface has the gate electrode, which is electrically coupled to the electrically conductive carrier by a further electrically conductive clip. According to one embodiment, the electrically conductive clip is related of the encapsulation material is exposed and forms the heat transfer surface.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Wärmedissipationsvorrichtung befestigt an einer Hauptoberfläche des elektrisch leitenden Clips, der von dem Verkapselungsmaterial unbedeckt ist und freigelegt ist an eine Umgebung des Packages, so dass Wärme, die von dem mindestens einen elektronischen Chip während des Betriebs des Packages erzeugt wird, von dem Package durch die Wärmedissipationsvorrichtung entfernt oder dissipiert werden kann. Die freigelegte Hauptoberfläche des elektrisch leitenden Clips wirkt dann als eine Wärmetransferoberfläche im Sinne von Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände. Gemäß einer anderen Ausführungsform weist das Package eine Wärmetransferoberfläche auf, welche beabstandet ist von, jedoch thermisch gekoppelt ist an den (mindestens einen) elektronischen Chip des Packages.According to one embodiment, the heat dissipation device is attached to a main surface of the electrically conductive clip, which is uncovered by the encapsulation material and is exposed to an environment of the package, so that heat generated by the at least one electronic chip during operation of the package from the package can be removed or dissipated by the heat dissipation device. The exposed main surface of the electrically conductive clip then acts as a heat transfer surface in the sense of embodiments of the objects disclosed herein. According to another embodiment, the package has a heat transfer surface which is spaced from but is thermally coupled to the (at least one) electronic chip of the package.

In einer Ausführungsform weist ein Verfahren ein elektrisches Verbinden des Packages und einer Stütze, beispielsweise durch Löten, auf. Wie oben angemerkt, sind Sintern und Kleben Alternativen zu einem Löten.In one embodiment, a method comprises electrically connecting the package and a support, for example by soldering. As noted above, sintering and gluing are alternatives to soldering.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Wärmedissipationsvorrichtung befestigt an der Wärmetransferoberfläche durch ein Befestigungsmaterial. Zum Beispiel weist gemäß einer Ausführungsform das Befestigungsmaterial mindestens eines auf von (i) einem Lot, insbesondere einem Weichlot, einer Lötpaste oder einem Diffusionslot; (ii) einem thermischen Interfacematerial; (iii) einem sinterbaren Material. Insbesondere Löten liefert eine gute und zuverlässige mechanische und thermische Verbindung.According to one embodiment, the heat dissipation device is attached to the heat transfer surface by an attachment material. For example, according to one embodiment, the fastening material has at least one of (i) a solder, in particular a soft solder, a solder paste or a diffusion solder; (ii) a thermal interface material; (iii) a sinterable material. Soldering in particular provides a good and reliable mechanical and thermal connection.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der zweite Teil der Wärmedissipationsvorrichtung ein Wärmespreizer, welcher die Wärme von der Wärmetransferoberfläche zu dem Oberflächenbereich verteilt. Zum Beispiel, insbesondere wenn das zweite Material ein Material von hoher thermischer Leitfähigkeit ist (zum Beispiel wenn eine thermische Leitfähigkeit des zweiten Materials höher ist als eine thermische Leitfähigkeit des ersten Materials), kann der zweite Teil, der von diesem zweiten Material hergestellt ist, als ein Wärmespreizer wirken (zum Beispiel abhängig von der Geometrie des zweiten Teils). Zum Beispiel ist gemäß einer Ausführungsform ein Flächeninhalt des Oberflächenbereichs größer als ein Flächeninhalt der Wärmetransferoberfläche. Gemäß einer Ausführungsform beträgt ein Flächeninhalt des Oberflächenbereichs mindestens 120% des Flächeninhalts der Wärmetransferoberfläche. Aufgrund des größeren Flächeninhalts wird die Wärme, die an der Wärmetransferoberfläche bereitgestellt wird, auf den größeren Flächeninhalt des Oberflächenbereichs gespreizt.According to a further embodiment, the second part of the heat dissipation device is a heat spreader which distributes the heat from the heat transfer surface to the surface area. For example, especially if the second material is a material of high thermal conductivity (for example, if a thermal conductivity of the second material is higher than a thermal conductivity of the first material), the second part made from this second material can be considered a heat spreader act (for example depending on the geometry of the second part). For example, in one embodiment, an area of the surface area is greater than an area of the heat transfer surface. According to one embodiment, the area of the surface area is at least 120% of the area of the heat transfer surface. Due to the larger surface area, the heat that is provided on the heat transfer surface is spread over the larger surface area of the surface area.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Package ferner einen Leadframe auf, mit einem freigelegten Bereich, der konfiguriert ist, um elektrisch und/oder mechanisch das Package mit einer Stütze zu koppeln. Gemäß einer Ausführungsform weist der Leadframe ein Diepad auf, an welchem der elektronische Chip befestigt ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der freigelegte Teil ein freigelegter Teil des Diepads (zum Beispiel eine rückwärtige Oberfläche des Diepads, die entgegengesetzt ist einer Frontoberfläche des Diepads, an welcher der elektronische Chip befestigt ist).According to one embodiment, the package also has a lead frame, with an exposed area that is configured to electrically and / or mechanically couple the package to a support. According to one embodiment, the leadframe has a diepad to which the electronic chip is attached. According to a further embodiment, the exposed part is an exposed part of the diepad (for example a rear surface of the diepad that is opposite to a front surface of the diepad to which the electronic chip is attached).

Gemäß einer weiteren Ausführungsform hat der Packagekörper eine erste Seite (zum Beispiel eine Oberseite), eine zweite Seite (zum Beispiel eine Bodenseite) und Seitenwände, welche sich zwischen der zweiten Seite und der ersten Seite erstrecken, wobei die zweite Seite der Stütze zugewandt ist; der Leadframe weist mindestens einen Ausleitungsanschluss auf, der freigelegt ist an oder sich erstreckt aus der zweiten Seite oder mindestens einer der Seitenwände, wobei der mindestens eine Ausleitungsanschluss mit dem elektronischen Chip elektrisch verbunden ist.According to a further embodiment, the package body has a first side (for example a top side), a second side (for example a bottom side) and side walls which extend between the second side and the first side, the second side facing the support; the leadframe has at least one diversion connection, which is exposed on or extends from the second side or at least one of the side walls, the at least one diversion connection being electrically connected to the electronic chip.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Package ferner einen freigelegten Ausleitungsanschluss an der ersten Seite auf. Gemäß einer Ausführungsform bildet der Ausleitungsanschluss mindestens einen Teil der Wärmetransferoberfläche. Zum Beispiel kann die Wärmetransferoberfläche des Packages (an welche die Wärmedissipationsvorrichtung befestigt ist) auf der ersten Seite des Packagekörpers angeordnet sein.According to one embodiment, the package also has an exposed diversion connection on the first side. According to one embodiment, the discharge connection forms at least part of the heat transfer surface. For example, the heat transfer surface of the package (to which the heat dissipation device is attached) can be arranged on the first side of the package body.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Wärmetransferoberfläche einen Flächeninhalt auf, welcher mindestens 50% und weniger als 100% des gesamten Flächeninhalts der ersten Seite beträgt. In anderen Worten bedeckt gemäß einer Ausführungsform die Wärmetransferoberfläche die erste Seite des Packages nicht vollständig, sondern bedeckt nur einen Teil von mindestens 50% der ersten Seite des Packages.According to a further embodiment, the heat transfer surface has an area which is at least 50% and less than 100% of the total area of the first side. In other words, in one embodiment, the heat transfer surface does not completely cover the first side of the package, but only covers part of at least 50% of the first side of the package.

Gemäß einer Ausführungsform ist der elektronische Chip ein Halbleiterchip, insbesondere ein Leistungshalbleiterchip, welcher eine erste Lastelektrode (eine von einer Source/Drain-Elektrode) und eine zweite Lastelektrode (zum Beispiel die andere der Source/Drain-Elektrode) aufweist. Zum Beispiel kann der Leistungshalbleiterchip eine Diode sein, insbesondere eine Diode, die nur zwei Anschlüsse hat, den ersten Lastanschluss und den zweiten Lastanschluss. Wenn, in einem anderen Beispiel, der Leistungshalbleiterchip ein Transistor ist, kann der Leistungshalbleiterchip mindestens eine Steuerelektrode aufweisen (zum Beispiel eine Gate-Elektrode) zum Steuern der Leitfähigkeit des Pfades zwischen der ersten Lastelektrode und der zweiten Lastelektrode.According to one embodiment, the electronic chip is a semiconductor chip, in particular a power semiconductor chip, which has a first load electrode (one of a source / drain electrode) and a second load electrode (for example the other of the source / drain electrode). For example, the power semiconductor chip can be a diode, in particular a diode that has only two connections, the first load connection and the second load connection. In another example, if the power semiconductor chip is a transistor, the power semiconductor chip may have at least one control electrode (for example a gate electrode) for Controlling the conductivity of the path between the first load electrode and the second load electrode.

Vorstehend wurden beschrieben und in dem Folgenden werden beschrieben exemplarische Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände mit Bezug auf eine Wärmedissipationsvorrichtung, ein Package, eine elektronische Vorrichtung und verschiedene Verfahren. Es muss hervorgehoben werden, dass natürlich jede Kombination von Merkmalen, die sich auf verschiedene Aspekte der hierin offenbarten Gegenstände beziehen, ebenso möglich ist. Insbesondere wurden oder werden einige Merkmale mit Bezug auf Vorrichtungstypausführungsformen beschrieben, wohingegen andere Merkmale mit Bezug auf Verfahrenstypausführungsformen beschrieben wurden oder werden. Jedoch sollte es sich von dem Vorstehenden und der nachfolgenden Beschreibung verstehen, dass, solange es nicht anders angegeben ist, zusätzlich zu jeder Kombination von Merkmalen, die zu einem Aspekt gehören, auch jede Kombination von Merkmalen, die zu verschiedenen Aspekten oder Ausführungsformen gehören, zum Beispiel selbst Kombinationen von Merkmalen von Vorrichtungstypausführungsformen und Merkmalen der Verfahrenstypausführungsformen als mit dieser Anmeldung offenbart betrachtet werden sollen. Diesbezüglich sollte es sich verstehen, dass jedes Verfahrensmerkmal, welches von einem entsprechenden explizit offenbarten Vorrichtungsmerkmal ableitbar ist, auf der entsprechenden Funktion des Vorrichtungsmerkmals basieren sollte und nicht als auf die spezifischen Vorrichtungselemente beschränkt betrachtet werden sollte, die in Verbindung mit dem Vorrichtungsmerkmal offenbart sind. Ferner sollte es sich verstehen, dass jedes Vorrichtungsmerkmal, welches von einem entsprechenden explizit offenbarten Verfahrensmerkmal ableitbar ist, realisiert werden kann basierend auf der entsprechenden Funktion, die in dem Verfahren beschrieben ist, mit irgendeinem geeigneten Vorrichtungsmerkmal, das hierin offenbart oder den Fachleuten bekannt ist.The foregoing has been described and the following describes exemplary embodiments of the subject matter disclosed herein with respect to a heat dissipation device, a package, an electronic device, and various methods. It must be emphasized that any combination of features relating to various aspects of the subject matter disclosed herein is of course also possible. In particular, some features have been or will be described with respect to device type embodiments, whereas other features have been or will be described with respect to method type embodiments. However, from the foregoing and the description below, it should be understood that, unless otherwise specified, in addition to any combination of features pertaining to an aspect, any combination of features pertaining to different aspects or embodiments are also intended to be used Example itself combinations of features of device type embodiments and features of the method type embodiments are to be considered as disclosed with this application. In this regard, it should be understood that any process feature derived from a corresponding explicitly disclosed device feature should be based on the corresponding function of the device feature and should not be considered limited to the specific device elements disclosed in connection with the device feature. Furthermore, it should be understood that any device feature derived from a corresponding explicitly disclosed method feature may be implemented based on the corresponding function described in the method with any suitable device feature disclosed herein or known to those skilled in the art.

Das oben Genannte und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der hierin offenbarten Gegenstände werden offenkundig werden von der folgenden Beschreibung und den anhängigen Ansprüchen (auf welche die Erfindung nicht beschränkt ist), wenn diese zusammen mit den begleitenden Zeichnungen genommen werden, in welchen ähnliche Teile oder Elemente mit denselben Bezugszahlen bezeichnet sind. Die vorstehenden Definitionen und Kommentare sind insbesondere ebenso gültig für die folgende Beschreibung, und umgekehrt.The above and other objects, features and advantages of the objects disclosed herein will become apparent from the following description and the appended claims (to which the invention is not limited) when taken together with the accompanying drawings, in which like parts or Elements are designated with the same reference numbers. The above definitions and comments are particularly valid for the following description, and vice versa.

Figurenlistelist of figures

Die begleitenden Zeichnungen, welche enthalten sind, um ein weiteres Verständnis von exemplarischen Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände zu liefern, und welche einen Teil der Spezifikation bilden, veranschaulichen exemplarische Ausführungsformen der Erfindung. In den Zeichnungen:

  • 1 veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer Wärmedissipationsvorrichtung gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände.
  • 2 veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer weiteren Wärmedissipationsvorrichtung gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände.
  • 3 veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer weiteren Wärmedissipationsvorrichtung gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände.
  • 4 veranschaulicht eine Querschnittsansicht eines Teils der Wärmedissipationsvorrichtung von 1.
  • 5 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht einer elektronischen Vorrichtung gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände.
  • 6 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht einer weiteren elektronischen Vorrichtung gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände.
  • 7 veranschaulicht eine Querschnittsansicht eines Packagingsystems gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände.
  • 8 veranschaulicht eine Querschnittsansicht eines weiteren Packagingsystems gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände.
  • 9 veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer weiteren elektronischen Vorrichtung gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände.
  • 10 veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer weiteren elektronischen Vorrichtung gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände.
The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of exemplary embodiments of the subject matter disclosed herein and which form part of the specification, illustrate exemplary embodiments of the invention. In the drawings:
  • 1 11 illustrates a cross-sectional view of a heat dissipation device according to embodiments of the objects disclosed herein.
  • 2 11 illustrates a cross-sectional view of another heat dissipation device in accordance with embodiments of the subject matter disclosed herein.
  • 3 11 illustrates a cross-sectional view of another heat dissipation device in accordance with embodiments of the subject matter disclosed herein.
  • 4 11 illustrates a cross-sectional view of a portion of the heat dissipation device of FIG 1 ,
  • 5 11 illustrates a perspective view of an electronic device in accordance with embodiments of the subject matter disclosed herein.
  • 6 11 illustrates a perspective view of another electronic device in accordance with embodiments of the subject matter disclosed herein.
  • 7 11 illustrates a cross-sectional view of a packaging system in accordance with embodiments of the subject matter disclosed herein.
  • 8th FIG. 4 illustrates a cross-sectional view of another packaging system in accordance with embodiments of the objects disclosed herein.
  • 9 11 illustrates a cross-sectional view of another electronic device in accordance with embodiments of the subject matter disclosed herein.
  • 10 11 illustrates a cross-sectional view of another electronic device in accordance with embodiments of the subject matter disclosed herein.

Detaillierte BeschreibungDetailed description

Die Darstellung in den Zeichnungen ist schematisch und nicht maßstabsgerecht.The illustration in the drawings is schematic and not to scale.

Bevor exemplarische Ausführungsformen detaillierter beschrieben werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, werden einige allgemeine Betrachtungen zusammengefasst, basierend auf welchen exemplarische Ausführungsformen entwickelt wurden.Before exemplary embodiments are described in more detail with reference to the drawings, some general considerations are summarized based on which exemplary embodiments have been developed.

Lot, wie in einigen Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände verwendet, ist ein Metall oder eine Metalllegierung, die schmelzbar in einem geeigneten Temperaturbereich ist, welcher nicht den elektronischen Chip oder andere Komponenten des Packages oder der Stütze schädigt. Weichlote haben typischerweise einen Schmelzpunkt in einem Bereich von 100°C bis 450°C. Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Lot mindestens eines von einem Blei-Zinn-Lot (Pb-Sn), Nickel-Gold-Lot (Ni-Au), Palladium-Gold-Lot (Pd-Au), Nickel-Palladium-Gold-Silber-Lot (Ni-Pd-Au-Ag). Solder, as used in some embodiments of the objects disclosed herein, is a metal or metal alloy that is fusible in a suitable temperature range that will not damage the electronic chip or other components of the package or support. Soft solders typically have a melting point in a range from 100 ° C to 450 ° C. According to one embodiment, the solder comprises at least one of a lead-tin solder (Pb-Sn), nickel-gold solder (Ni-Au), palladium-gold solder (Pd-Au), nickel-palladium-gold-silver -Lot (Ni-Pd-Au-Ag).

Diffusionslote haben typischerweise eine erste Schmelztemperatur, wenn sie angewandt werden. Nach der Anwendung und typischerweise unter einem bestimmten Druck bildet das Diffusionslot intermetallische Phasen mit den beteiligten Metallen, die verbunden werden sollen, wobei die intermetallischen Phasen typischerweise einen höheren Schmelzpunkt haben als das anfängliche Diffusionslot.Diffusion solders typically have a first melting temperature when used. After use, and typically under a certain pressure, the diffusion solder forms intermetallic phases with the metals involved that are to be bonded, the intermetallic phases typically having a higher melting point than the initial diffusion solder.

Lote können angewandt werden als Pad, als eine Paste oder können sprühbeschichtet werden, um nur einige Beispiele zu nennen. Neben den Loten, die hierin explizit erwähnt sind, kann jedes andere geeignete Lot in anderen Ausführungsformen verwendet werden.Solders can be used as a pad, as a paste or can be spray coated, to name just a few examples. In addition to the solders explicitly mentioned herein, any other suitable solder can be used in other embodiments.

1 veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer Wärmedissipationsvorrichtung 100 gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände. 1 illustrates a cross-sectional view of a heat dissipation device 100 according to embodiments of the subject matter disclosed herein.

Gemäß einer Ausführungsform weist die Wärmedissipationsvorrichtung 100 (zum Beispiel ein Kühlkörper, wie in 1 dargestellt) einen Körper 102 auf, welcher ein erstes Material, zum Beispiel Aluminium, aufweist. Gemäß einer Ausführungsform ist der Körper 102 aus Aluminium gefertigt. Der Körper kann eine komplexe dreidimensionale Form haben, zum Beispiel wie in 1 dargestellt, um einen großen Oberflächeninhalt zu liefern. Gemäß einer Ausführungsform bildet der Körper 102 einen ersten Teil 104 der Wärmedissipationsvorrichtung 100.According to one embodiment, the heat dissipation device 100 (for example a heat sink as in 1 shown) a body 102 which has a first material, for example aluminum. According to one embodiment, the body is 102 made of aluminum. The body can have a complex three-dimensional shape, for example as in 1 shown to provide a large surface area. According to one embodiment, the body forms 102 a first part 104 the heat dissipation device 100 ,

Gemäß einer Ausführungsform weist die Wärmedissipationsvorrichtung 100 eine Materialschicht 106 auf, welche ein zweites Material, zum Beispiel Kupfer, auf einem Oberflächenbereich 108 des ersten Teils 104 aufweist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform bildet die Materialschicht 106 einen zweiten Teil 110 der Wärmedissipationsvorrichtung 100.According to one embodiment, the heat dissipation device 100 a layer of material 106 on which a second material, for example copper, on a surface area 108 of the first part 104 having. According to a further embodiment, the material layer forms 106 a second part 110 the heat dissipation device 100 ,

Gemäß einer Ausführungsform ist die Materialschicht 106 lötbar und erlaubt folglich, dass die Wärmedissipationsvorrichtung 100 an eine Wärmetransferoberfläche (in 1 nicht dargestellt) gelötet wird.According to one embodiment, the material layer is 106 solderable and consequently allows the heat dissipation device 100 to a heat transfer surface (in 1 not shown) is soldered.

Gemäß einer Ausführungsform wird eine Sprühbeschichtungsvorrichtung 112 bereitgestellt zum Transportieren von Partikeln des zweiten Materials in einem Fluidstrom 114 (zum Beispiel ein Gasstrom) zu dem Oberflächenbereich 108 und Deponieren der Partikel auf dem Oberflächenbereich 108.According to one embodiment, a spray coating device 112 provided for transporting particles of the second material in a fluid stream 114 (e.g. a gas stream) to the surface area 108 and depositing the particles on the surface area 108 ,

2 veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer weiteren Wärmedissipationsvorrichtung 200 gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände. 2 illustrates a cross-sectional view of another heat dissipation device 200 according to embodiments of the subject matter disclosed herein.

Gemäß einer Ausführungsform weist der erste Teil 104 den Körper 102 und eine Barriereschicht 116 auf, zum Beispiel eine Nickelschicht. Gemäß einer Ausführungsform ist der Oberflächenbereich 108 gebildet durch die Barriereschicht 116. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der zweite Teil auf dem Oberflächenbereich 108 angeordnet.According to one embodiment, the first part 104 the body 102 and a barrier layer 116 on, for example a layer of nickel. According to one embodiment, the surface area is 108 formed by the barrier layer 116 , According to a further embodiment, the second part is on the surface area 108 arranged.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der erste Teil 104 einen weiteren Oberflächenbereich 118 auf entgegengesetzt dem Oberflächenbereich 108. Gemäß einer Ausführungsform ist der weitere Oberflächenbereich bereitgestellt zum (zum Beispiel konfiguriert zum) Empfangen einer weiteren Wärmedissipationsvorrichtung 120. Zum Beispiel kann in einer Ausführungsform der weitere Oberflächenbereich 118 ein Oberflächenbereich mit definierten Eigenschaften, wie beispielsweise Oberflächeninhalt, Oberflächenrauigkeit, thermische Leitfähigkeit, Material etc. sein. Zum Beispiel kann der erste Teil bereitgestellt sein auf einem Gelände eines Herstellers der Wärmedissipationsvorrichtung oder eines Herstellers eines Packages, auf welchem die Wärmedissipationsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform montiert wird, während die weitere Wärmedissipationsvorrichtung 120 an der Wärmedissipationsvorrichtung 200 auf dem Gelände eines Kunden montiert werden kann.According to a further embodiment, the first part 104 another surface area 118 on opposite to the surface area 108 , According to one embodiment, the further surface area is provided for (for example configured to) receive a further heat dissipation device 120 , For example, in one embodiment, the further surface area 118 a surface area with defined properties, such as surface content, surface roughness, thermal conductivity, material etc. For example, the first part can be provided on a site of a manufacturer of the heat dissipation device or of a manufacturer of a package on which the heat dissipation device according to one embodiment is mounted, while the further heat dissipation device 120 on the heat dissipation device 200 can be assembled on the premises of a customer.

3 veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer weiteren Wärmedissipationsvorrichtung 300 gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände. 3 illustrates a cross-sectional view of another heat dissipation device 300 according to embodiments of the subject matter disclosed herein.

Die Wärmedissipationsvorrichtung 300 ist ähnlich der Wärmedissipationsvorrichtung 200, die in 2 dargestellt ist, und weist ferner ein Befestigungsmaterial 122, beispielsweise ein Lot, auf dem zweiten Teil 110 auf. Gemäß einer anderen Ausführungsform ist das Befestigungsmaterial auf der Wärmetransferoberfläche (in 3 nicht dargestellt) bereitgestellt. Gemäß einer Ausführungsform ist das Befestigungsmaterial 122 bereitgestellt als eine kontinuierliche Schicht, wie in 3 dargestellt. Gemäß einer Ausführungsform kann das Befestigungsmaterial in einer anderen Form bereitgestellt sein, zum Beispiel als eine strukturierte Schicht oder als ein Höcker.The heat dissipation device 300 is similar to the heat dissipation device 200 , in the 2 is shown, and further comprises a fastening material 122 , for example a solder, on the second part 110 on. According to another embodiment, the fastening material is on the heat transfer surface (in 3 not shown) provided. According to one embodiment, the fastening material 122 provided as a continuous layer as in 3 shown. According to one embodiment, this can Fastening material can be provided in another form, for example as a structured layer or as a bump.

4 veranschaulicht eine Querschnittsansicht eines Teils der Wärmedissipationsvorrichtung 100 von 1. 4 illustrates a cross-sectional view of a portion of the heat dissipation device 100 of 1 ,

Gemäß einer Ausführungsform weist die Wärmedissipationsvorrichtung 100 auf ihrem Oberflächenbereich 108 eine Mehrzahl von Partikeln 124 auf, welche zusammen den zweiten Teil 110 bilden. Gemäß einer Ausführungsform hat der zweite Teil eine Porosität, die größer als 0,1% ist und weist eine Vielzahl von Poren 126 auf. Gemäß einer Ausführungsform ist mindestens ein Teil der Poren mit einem dritten Material 128 gefüllt. Das dritte Material kann die Korrosionsresistenz des zweiten Teils 110 verbessern. Gemäß einer Ausführungsform ist das dritte Material bereitgestellt in den Poren durch eine in-situ-Sprühbeschichtung oder Plasmasprühbeschichtung des dritten Materials. In anderen Worten kann gemäß einer Ausführungsform das dritte Material in den Poren deponiert werden durch Sprühbeschichtung oder Plasmasprühbeschichtung (i) nach dem Deponieren der Partikel des zweiten Materials, ohne die Wärmedissipationsvorrichtung von der Depositionsatmosphäre zu entfernen (welche Vakuum sein kann), und/oder (ii) gleichzeitig mit dem Deponieren der Partikel des zweiten Materials.According to one embodiment, the heat dissipation device 100 on their surface area 108 a plurality of particles 124 on which together the second part 110 form. According to one embodiment, the second part has a porosity that is greater than 0.1% and has a large number of pores 126 on. According to one embodiment, at least part of the pores is made with a third material 128 filled. The third material can have the corrosion resistance of the second part 110 improve. According to one embodiment, the third material is provided in the pores by an in-situ spray coating or plasma spray coating of the third material. In other words, according to one embodiment, the third material can be deposited in the pores by spray coating or plasma spray coating (i) after depositing the particles of the second material without removing the heat dissipation device from the deposition atmosphere (which can be vacuum) and / or ( ii) simultaneously with the depositing of the particles of the second material.

Wie schematisch in 4 dargestellt, kann die Grenzfläche zwischen dem ersten Teil 104 und dem zweiten Teil 110 eine bestimmte Oberflächenrauigkeit aufweisen, die von den auftreffenden Partikeln 124 auf den Oberflächenbereich 108 herrühren kann.As schematically in 4 shown, the interface between the first part 104 and the second part 110 have a certain surface roughness from the impinging particles 124 on the surface area 108 can originate.

5 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht einer elektronischen Vorrichtung 130 gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände. 5 illustrates a perspective view of an electronic device 130 according to embodiments of the subject matter disclosed herein.

Gemäß einer Ausführungsform weist die elektronische Vorrichtung 130 eine Stütze 132 auf und ein Package 134, welches an der Stütze 132 montiert ist. Ein Teil eines Leadframes 133 ist bezüglich des Verkapselungsmaterials des Packages 134 freigelegt. Gemäß einer Ausführungsform kann eine Wärmedissipationsvorrichtung (nicht dargestellt) befestigt sein an eine Rückseite (das heißt eine Seite, welche von dem elektronischen Chip, in 5 nicht dargestellt, weg weist) des Leadframes 133. Gemäß einer Ausführungsform ist das Package 134 eine Durchgangslochvorrichtung, zum Beispiel eine Transistorauslassvorrichtung (transistor outlet device (TO-Vorrichtung)), wie in 5 dargestellt, wobei sich Leitungen 136 des Packages durch Löcher 138 der Stütze 132 erstrecken.According to one embodiment, the electronic device 130 a prop 132 on and a package 134 which on the support 132 is mounted. Part of a lead frame 133 is regarding the encapsulation material of the package 134 exposed. According to one embodiment, a heat dissipation device (not shown) may be attached to a rear side (i.e., a side facing away from the electronic chip) 5 not shown, points away) of the lead frame 133 , According to one embodiment, the package is 134 a through hole device, for example a transistor outlet device (TO device), as in 5 shown, with lines 136 the package through holes 138 the prop 132 extend.

6 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht einer weiteren elektronischen Vorrichtung 230 gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände. 6 illustrates a perspective view of another electronic device 230 according to embodiments of the subject matter disclosed herein.

Gemäß einer Ausführungsform ist ein Package 234 auf der Stütze 132 montiert als eine oberflächenmontierte Vorrichtung (surface mount device, SMD), von welcher Leitungen 136 an leitenden Pads (in 6 nicht dargestellt) auf der Stütze 132 befestigt (zum Beispiel gelötet) sind. Gemäß einer Ausführungsform weist ein Leadframe 133 ein Diepad 137 auf, welches eine Hauptoberfläche aufweist, die mindestens teilweise freigelegt ist bezüglich des Verkapselungsmaterials (das heißt, welche nicht von dem Verkapselungsmaterial bedeckt ist). Ein Halbleiterchip (zum Beispiel ein Die, in 6 nicht dargestellt) ist auf einer Hauptoberfläche des Diepads 137 montiert entgegengesetzt der mindestens teilweise freigelegten Hauptoberfläche.According to one embodiment is a package 234 on the prop 132 mounted as a surface mount device (SMD), from which leads 136 on conductive pads (in 6 not shown) on the support 132 attached (for example soldered). According to one embodiment, a lead frame 133 a diepad 137 which has a major surface that is at least partially exposed with respect to the encapsulation material (that is, which is not covered by the encapsulation material). A semiconductor chip (for example a die, in 6 is not shown) is on a main surface of the diepad 137 mounted opposite to the at least partially exposed main surface.

7 veranschaulicht eine Querschnittsansicht eines Packagingsystems 140 gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände. 7 illustrates a cross-sectional view of a packaging system 140 according to embodiments of the subject matter disclosed herein.

Das Packagingsystem 140 umfasst, gemäß einer Ausführungsform, ein Package 134, welches als eine oberflächenmontierbare Vorrichtung dargestellt ist. Gemäß einer Ausführungsform weist das Package 234 einen Halbleiterchip auf (in 7 nicht dargestellt), welcher durch ein Verkapselungsmaterial 144 verkapselt ist. Gemäß einer Ausführungsform bildet (konstituiert) das Verkapselungsmaterial 144 einen Packagekörper 145 oder mindestens einen Teil eines Packagekörpers). Gemäß einer Ausführungsform weist das Package 234 eine Wärmetransferoberfläche 146 auf, welche gebildet sein kann zum Beispiel durch eine Metallschicht 236, zum Beispiel eine Kupferschicht. Gemäß einer Ausführungsform ist die Metallschicht 234 ein freigelegter Teil eines Leadframes, an welchem der Halbleiterchip montiert ist.The packaging system 140 comprises, in one embodiment, a package 134 which is shown as a surface mount device. According to one embodiment, the package 234 a semiconductor chip on (in 7 not shown), which by an encapsulation material 144 is encapsulated. According to one embodiment, the encapsulation material forms (constitutes) 144 a package body 145 or at least part of a package body). According to one embodiment, the package 234 a heat transfer surface 146 which can be formed, for example, by a metal layer 236 , for example a copper layer. According to one embodiment, the metal layer 234 an exposed part of a lead frame on which the semiconductor chip is mounted.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Packagingsystem ferner eine Wärmedissipationsvorrichtung 500 aufweisend einen ersten Teil 104 und einen zweiten Teil 110. Zwischen dem ersten Teil 110 der Wärmedissipationsvorrichtung 500 und der Wärmetransferoberfläche 146 des Packages 234 ist eine Lötpaste bereitgestellt als Befestigungsmaterial 122. Andere Befestigungsmaterialien können natürlich in anderen Ausführungsformen verwendet werden.According to one embodiment, the packaging system further comprises a heat dissipation device 500 having a first part 104 and a second part 110 , Between the first part 110 the heat dissipation device 500 and the heat transfer surface 146 of the package 234 is a solder paste provided as a fastening material 122 , Other fastening materials can of course be used in other embodiments.

8 veranschaulicht eine Querschnittsansicht eines weiteren Packagingsystems 240 gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände. 8th illustrates a cross-sectional view of another packaging system 240 according to embodiments of the subject matter disclosed herein.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Packagingsystem ein Package 234 auf. Ferner weist das Packagingsystem 240 eine Wärmedissipationsvorrichtung 600 auf, welche als ein Zwischenwärmespreizer fungiert. Die Wärmedissipationsvorrichtung 600 ist an dem Package befestigt durch ein Befestigungsmaterial 122, beispielsweise ein Lot, welches auch als ein „Chip-Wärmespreizer-Verbinder“ bezeichnet werden kann.According to one embodiment, the packaging system has a package 234 on. Further points the packaging system 240 a heat dissipation device 600 which acts as an intermediate heat spreader. The heat dissipation device 600 is attached to the package by a fastening material 122 , for example a solder, which can also be referred to as a "chip heat spreader connector".

Gemäß einer Ausführungsform weist die Wärmedissipationsvorrichtung 600 eine Interfaceschicht 150 auf einer Oberfläche 148 auf, welche entgegengesetzt dem Befestigungsmaterial 122 angeordnet ist, zum Beispiel wie in 8 dargestellt. Gemäß einer Ausführungsform liefert die Interfaceschicht 150 einen weiteren Oberflächenbereich 218, an welchem eine weitere Wärmedissipationsvorrichtung 120, zum Beispiel eine Kunden-Wärmedissipationsvorrichtung, befestigt ist (oder befestigbar ist). Gemäß einer Ausführungsform ist die Interfaceschicht 150 eine Interfaceschicht mit definierten Charakteristiken, zum Beispiel ein Iso-Interface.According to one embodiment, the heat dissipation device 600 an interface layer 150 on one surface 148 on which is opposite the mounting hardware 122 is arranged, for example as in 8th shown. According to one embodiment, the interface layer provides 150 another surface area 218 , on which another heat dissipation device 120 , for example, a customer heat dissipation device is attached (or is attachable). According to one embodiment, the interface layer is 150 an interface layer with defined characteristics, for example an iso interface.

9 veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer weiteren elektronischen Vorrichtung 330 gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände. 9 illustrates a cross-sectional view of another electronic device 330 according to embodiments of the subject matter disclosed herein.

Gemäß einer Ausführungsform weist die elektronische Vorrichtung 330 eine Stütze 232 und ein Package 334 auf, welches an der Stütze 232 auf einer ersten Hauptoberfläche 152 montiert ist. Die Stütze 232 weist eine zweite Hauptoberfläche 154 auf. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die elektronische Vorrichtung 330 eine Wärmedissipationsvorrichtung 700 gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände auf. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Wärmetransferoberfläche 246, an welcher eine Wärmedissipationsvorrichtung 700 durch ein Befestigungsmaterial 122 befestigt ist, die zweite Hauptoberfläche 154 der Stütze 232. Um das Package 334 thermisch an die Wärmedissipationsvorrichtung 700 zu koppeln, ist eine Vielzahl von Vias 156 in der Stütze 232 bereitgestellt. Die Vias 156 können von demselben Material gebildet sein, von welchem Verbindungsvias gebildet sind, welche verschiedene Metallisierungsschichten der Stütze (in 9 nicht dargestellt) elektrisch verbinden.According to one embodiment, the electronic device 330 a prop 232 and a package 334 on which on the prop 232 on a first main surface 152 is mounted. The support 232 has a second major surface 154 on. According to a further embodiment, the electronic device 330 a heat dissipation device 700 according to embodiments of the subject matter disclosed herein. According to a further embodiment, there is a heat transfer surface 246 on which a heat dissipation device 700 through a fastening material 122 is attached, the second main surface 154 the prop 232 , To the package 334 thermally to the heat dissipation device 700 coupling is a multitude of vias 156 in the prop 232 provided. The vias 156 can be formed from the same material from which connecting vias are formed, which different metallization layers of the support (in 9 not shown) electrically connect.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform stellt das Package auch eine weitere Wärmetransferoberfläche 346 bereit, welche entgegengesetzt (das heißt entfernt von) der Stütze 232 ist. Gemäß einer Ausführungsform ist eine weitere Wärmedissipationsvorrichtung 800 an der weiteren Wärmetransferoberfläche 346 befestigt durch ein geeignetes Befestigungsmaterial 122. Gemäß einer Ausführungsform weisen beide, die Wärmedissipationsvorrichtung 700 und die weitere Wärmedissipationsvorrichtung 800, einen ersten Teil und einen zweiten Teil gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände auf.According to a further embodiment, the package also provides a further heat transfer surface 346 ready which is opposite (i.e. removed from) the prop 232 is. According to one embodiment, there is a further heat dissipation device 800 on the further heat transfer surface 346 fastened with a suitable fastening material 122 , According to one embodiment, both have the heat dissipation device 700 and the further heat dissipation device 800 , a first part and a second part according to embodiments of the subject matter disclosed herein.

10 veranschaulicht eine Querschnittsansicht einer weiteren elektronischen Vorrichtung 430 gemäß Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände. 10 illustrates a cross-sectional view of another electronic device 430 according to embodiments of the subject matter disclosed herein.

Gemäß einer Ausführungsform sind mindestens zwei Packages 434 (zum Beispiel drei Packages, wie in 10 dargestellt), von denen jedes einen Halbleiterchip 142 aufweist, welcher elektrisch verbunden ist mit einer Stütze 332 durch Leitungen 136 (zum Beispiel Ausleitungsanschlüsse, wie in 10 dargestellt), zum Beispiel eine Leiterplatte, wie in 10 dargestellt. Thermisch gekoppelt an den Halbleiterchip 142 ist ein Metallelement, zum Beispiel eine Metallschicht 326, welche eine Wärmetransferoberfläche 446 bildet, an welcher ein Interface 450 befestigt ist, zum Beispiel durch ein Befestigungsmaterial 422, zum Beispiel ein Lot. Gemäß einer Ausführungsform ist die Metallschicht 326 ein Diepad eines Leadframes, auf welchem der Halbleiterchip 142 montiert ist oder, in einer anderen Ausführungsform, ein Kontaktclip. Gemäß einer Ausführungsform koppelt das Interface 450 die mindestens zwei Packages 434 thermisch. Gemäß einer weiteren Ausführungsform verbindet das Interface 450 die mindestens zwei Packages 434 nicht elektrisch. In anderen Worten isoliert das Interface 450 die mindestens zwei Packages 434 elektrisch. Es sollte angemerkt werden, dass natürlich die mindestens zwei Packages 434 (nichtsdestoweniger) durch die Stütze 332 elektrisch gekoppelt sein können.According to one embodiment, there are at least two packages 434 (for example three packages as in 10 shown), each of which is a semiconductor chip 142 which is electrically connected to a support 332 through lines 136 (for example discharge connections, as in 10 shown), for example a printed circuit board, as in 10 shown. Thermally coupled to the semiconductor chip 142 is a metal element, for example a metal layer 326 which have a heat transfer surface 446 forms at which an interface 450 is fastened, for example by a fastening material 422 , for example a solder. According to one embodiment, the metal layer 326 a diepad of a lead frame on which the semiconductor chip 142 is mounted or, in another embodiment, a contact clip. According to one embodiment, the interface couples 450 the at least two packages 434 thermally. According to a further embodiment, the interface connects 450 the at least two packages 434 not electric. In other words, the interface isolates 450 the at least two packages 434 electric. It should be noted that of course the at least two packages 434 (nonetheless) through the prop 332 can be electrically coupled.

Gemäß einer Ausführungsform hat der Packagekörper 145 von jedem Package 434 eine erste Seite 160, eine zweite Seite 162 und Seitenwände 164, von welchen sich die Leitungen 136 aus dem Packagekörper 145 heraus erstrecken. Gemäß einer Ausführungsform sind mindestens einige der Leitungen 136 Bereiche eines Leadframes, an welchen der elektronische Chip 142 montiert ist.According to one embodiment, the package body 145 of every package 434 a first page 160 , a second page 162 and side walls 164 , of which the lines 136 from the package body 145 extend out. In one embodiment, at least some of the lines are 136 Areas of a lead frame to which the electronic chip 142 is mounted.

Gemäß einer Ausführungsform ist der elektronische Chip 142 eine Vertikalstromvorrichtung, wobei das Diepad (Metallschicht 326) mit einer Lastelektrode des elektronischen Chips 142 elektrisch verbunden ist.According to one embodiment, the electronic chip 142 a vertical current device, the diepad (metal layer 326 ) with a load electrode of the electronic chip 142 is electrically connected.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Wärmedissipationsvorrichtung 900 (zum Beispiel ein Kühlkörper, wie in 10 dargestellt) an dem Interface 450 befestigt, zum Beispiel durch ein Befestigungsmaterial (in 10 nicht dargestellt). Entsprechend kann die Baugruppe der mindestens zwei Packages, des Interfaces 450 und der Wärmedissipationsvorrichtung 900 betrachtet werden als ein Packagingsystem in dem Sinne der hierin offenbarten Gegenstände. Die Wärmedissipationsvorrichtung 900 kann konfiguriert sein gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der hierin offenbarten Gegenstände.According to a further embodiment, there is a heat dissipation device 900 (for example a heat sink as in 10 shown) on the interface 450 attached, for example by a fastening material (in 10 not shown). Accordingly, the assembly of the at least two packages, the interface 450 and the heat dissipation device 900 are viewed as a packaging system in the sense of the subject matter disclosed herein. The heat dissipation device 900 may be configured according to one or more embodiments of the subject matter disclosed herein.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Begriff „eingerichtet, um“ unter anderem die Bedeutung von „konfiguriert, um“.According to one embodiment, the term “set up to” includes, among other things, the meaning of “configured to”.

Es sollte angemerkt werden, dass der Begriff „aufweisend“ nicht andere Elemente oder Merkmale ausschließt und dass „ein“ oder „eine“ eine Mehrzahl nicht ausschließt. Ferner umfasst der Begriff „aufweisend“ die Bedeutung „unter anderem aufweisend“ sowie die Bedeutung „bestehend aus“. In anderen Worten umfasst der Begriff „aufweisend Kupfer“ „aufweisend unter anderem Kupfer“ und „bestehend aus Kupfer“. Auch können Elemente, die in Verbindung mit verschiedenen Ausführungsformen beschrieben wurden, kombiniert werden. Es sollte auch angemerkt werden, dass Bezugszeichen nicht als den Umfang der Ansprüche einschränkend ausgelegt werden sollen. Darüber hinaus ist der Umfang der vorliegenden Anmeldung nicht gedacht, um durch die bestimmten Ausführungsformen von Prozess, Maschine, Herstellung, Zusammensetzung, Mittel, Verfahren und Schritte, wie sie in der Spezifikation beschrieben sind, zu beschränken. Entsprechend sind die anhängenden Ansprüche beabsichtigt, innerhalb ihres Umfangs solche Prozesse, Maschinen, Herstellungen, Zusammensetzungen, Mittel, Verfahren oder Schritte einzuschließen.It should be noted that the term "having" does not exclude other elements or features, and that "a" or "an" does not exclude a plurality. Furthermore, the term “showing” includes the meaning “including showing” and the meaning “consisting of”. In other words, the term "comprising copper" includes "including copper" and "consisting of copper". Elements described in connection with various embodiments can also be combined. It should also be noted that reference signs are not to be interpreted as limiting the scope of the claims. Furthermore, the scope of the present application is not intended to be limited by the particular embodiments of the process, machine, manufacture, composition, means, methods and steps as described in the specification. Accordingly, the appended claims are intended to include, within their scope, such processes, machines, manufacturing, compositions, agents, processes or steps.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102015101674 A1 [0005]DE 102015101674 A1 [0005]

Claims (29)

Eine Wärmedissipationsvorrichtung (100, 200, 300, 500, 600, 700, 800, 900) aufweisend: einen ersten Teil (104), welcher ein erstes Material aufweist und einen Oberflächenbereich (108) hat; und einen zweiten Teil (110), welcher direkt gekoppelt ist mit dem Oberflächenbereich, wobei der zweite Teil ein zweites Material aufweist, und der zweite Teil eine Porosität hat.A heat dissipation device (100, 200, 300, 500, 600, 700, 800, 900) comprising: a first part (104) comprising a first material and having a surface area (108); and a second part (110) directly coupled to the surface area, the second part comprising a second material and the second part having a porosity. Die Wärmedissipationsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Porosität des zweiten Teils (110) in einem Bereich zwischen 0,1% und 30% ist, insbesondere zwischen 1% und 20%, ferner insbesondere zwischen 3% und 15%.The heat dissipation device according to Claim 1 , wherein the porosity of the second part (110) is in a range between 0.1% and 30%, in particular between 1% and 20%, furthermore in particular between 3% and 15%. Wärmedissipationsvorrichtung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 und 2, wobei das erste Material ein Metall ist, insbesondere wobei das erste Material mindestens eines von Aluminium, Aluminiumlegierung, Magnesium oder Magnesiumlegierung aufweist.Heat dissipation device according to any of the Claims 1 and 2 , wherein the first material is a metal, in particular wherein the first material has at least one of aluminum, aluminum alloy, magnesium or magnesium alloy. Die Wärmedissipationsvorrichtung gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite Material verschieden ist von dem ersten Material.The heat dissipation device according to any one of the preceding claims, wherein the second material is different from the first material. Die Wärmedissipationsvorrichtung gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine thermische Leitfähigkeit des zweiten Materials höher ist als eine thermische Leitfähigkeit des ersten Materials, insbesondere wobei das zweite Material mindestens eines von Kupfer oder Kupferlegierung oder Silber oder Silberlegierung oder Bronze oder Messing aufweist.The heat dissipation device according to any one of the preceding claims, wherein a thermal conductivity of the second material is higher than a thermal conductivity of the first material, in particular wherein the second material comprises at least one of copper or copper alloy or silver or silver alloy or bronze or brass. Der Kühlkörper gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Teil (110) eine Materialschicht ist, insbesondere eine strukturierte Materialschicht, wobei die Materialschicht thermische Eigenschaften aufweist, die verschieden sind von thermischen Eigenschaften des ersten Teils.The heat sink according to any one of the preceding claims, wherein the second part (110) is a material layer, in particular a structured material layer, the material layer having thermal properties that are different from thermal properties of the first part. Die Wärmedissipationsvorrichtung gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Teil ferner eine Barriereschicht (116) aufweist.The heat dissipation device according to any one of the preceding claims, wherein the first part further comprises a barrier layer (116). Die Wärmedissipationsvorrichtung gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Barriereschicht (116) eines oder mehrere von Nickel, Titan, Titannitrid und Chrom aufweist.The heat dissipation device according to the preceding claim, wherein the barrier layer (116) comprises one or more of nickel, titanium, titanium nitride and chromium. Die Wärmedissipationsvorrichtung gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Teil ferner eine Adhäsionsförderungsschicht aufweist.The heat dissipation device according to any one of the preceding claims, wherein the first part further comprises an adhesion promoting layer. Die Wärmedissipationsvorrichtung gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Adhäsionsförderungsschicht eines oder mehrere von Aluminium, Titan, Nickel, Gold und/oder eine Legierung von einem oder mehreren von Aluminium, Titan, Nickel, Gold aufweist.The heat dissipation device according to the preceding claim, wherein the adhesion promoting layer comprises one or more of aluminum, titanium, nickel, gold and / or an alloy of one or more of aluminum, titanium, nickel, gold. Ein Packagingsystem (140, 240, 340) aufweisend: ein Package (134, 234, 334, 434) aufweisend einen elektronischen Chip (142); wobei das Package (134, 234, 334, 434) einen Packagekörper (145) aufweist, welcher den elektronischen Chip (142) verkapselt; wobei der Packagekörper (145) eine freiliegende Wärmetransferoberfläche (146, 246, 346, 446) aus Metall hat; und das Packagingsystem (140, 240, 340) ferner eine Wärmedissipationsvorrichtung (100, 200, 300, 500, 600, 700, 800, 900) gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche aufweist, wobei die Wärmedissipationsvorrichtung an die Wärmetransferoberfläche (146, 246, 346, 446) thermisch gekoppelt ist.A packaging system (140, 240, 340) comprising: a package (134, 234, 334, 434) comprising an electronic chip (142); the package (134, 234, 334, 434) having a package body (145) which encapsulates the electronic chip (142); the package body (145) having an exposed metal heat transfer surface (146, 246, 346, 446); and the packaging system (140, 240, 340) further comprises a heat dissipation device (100, 200, 300, 500, 600, 700, 800, 900) according to any one of the preceding claims, wherein the heat dissipation device to the heat transfer surface (146, 246, 346, 446) ) is thermally coupled. Das Packagingsystem (140, 240, 340) gemäß Anspruch 11, wobei die Wärmedissipationsvorrichtung (100, 200, 300, 500, 600, 700, 800, 900) an der Wärmetransferoberfläche (146, 246, 346, 446) durch ein Befestigungsmaterial (122) befestigt ist.The packaging system (140, 240, 340) according to Claim 11 , wherein the heat dissipation device (100, 200, 300, 500, 600, 700, 800, 900) is attached to the heat transfer surface (146, 246, 346, 446) by an attachment material (122). Das Packagingsystem (140, 240, 340) gemäß Anspruch 12, wobei das Befestigungsmaterial (122) mindestens eines von einem Lot, insbesondere ein Weichlot, eine Lötpaste oder ein Diffusionslot; ein thermisches Interfacematerial; ein sinterbares Material aufweist.The packaging system (140, 240, 340) according to Claim 12 , wherein the fastening material (122) at least one of a solder, in particular a soft solder, a solder paste or a diffusion solder; a thermal interface material; has a sinterable material. Das Packagingsystem (140, 240, 340) gemäß irgendeinem der Ansprüche 11 bis 13, wobei ein Flächeninhalt des Oberflächenbereichs (108) größer ist als ein Flächeninhalt der Wärmetransferoberfläche (146, 246, 346, 446).The packaging system (140, 240, 340) according to any of the Claims 11 to 13 , wherein an area of the surface area (108) is larger than an area of the heat transfer surface (146, 246, 346, 446). Das Packagingsystem (140, 240, 340) gemäß irgendeinem der Ansprüche 11 bis 14, wobei der Flächeninhalt des Oberflächenbereichs (108) mindestens 120% des Flächeninhalts der Wärmetransferoberfläche (146, 246, 346, 446) beträgt.The packaging system (140, 240, 340) according to any of the Claims 11 to 14 , wherein the area of the surface area (108) is at least 120% of the area of the heat transfer surface (146, 246, 346, 446). Das Packagingsystem (140, 240, 340) gemäß irgendeinem der Ansprüche 11 bis 15, wobei das Package ferner einen Leadframe aufweist mit einem freigelegten Bereich, der konfiguriert ist, um das Package elektrisch und/oder mechanisch an eine Stütze (132, 232, 332) zu koppeln.The packaging system (140, 240, 340) according to any of the Claims 11 to 15 The package further comprises a leadframe with an exposed area that is configured to electrically and / or mechanically couple the package to a support (132, 232, 332). Das Packagingsystem (140, 240, 340) gemäß Anspruch 16, ferner aufweisend einen Kontaktclip, welcher an den elektronischen Chip thermisch und elektrisch gekoppelt ist, wobei der Kontaktclip bezüglich des Verkapselungsmaterials teilweise freigelegt ist.The packaging system (140, 240, 340) according to Claim 16 , further comprising a contact clip, which is thermally and electrically coupled to the electronic chip, the contact clip being partially exposed with respect to the encapsulation material. Das Packagingsystem (140, 240, 340) gemäß Anspruch 17, wobei das Package ferner einen freigelegten Ausleitungsanschluss an der ersten Seite (160) aufweist, insbesondere wobei der Ausleitungsanschluss mindestens einen Teil der Wärmetransferoberfläche bildet.The packaging system (140, 240, 340) according to Claim 17 , wherein the package also has an exposed discharge connection on the first side (160), in particular wherein the discharge connection forms at least part of the heat transfer surface. Das Packagingsystem (140, 240, 340) gemäß irgendeinem der Ansprüche 11 bis 18, wobei die Wärmetransferoberfläche (146, 246, 346, 446) einen Flächeninhalt hat, der mindestens 30% und bis zu weniger als 100% der gesamten Fläche der ersten Seite (160) beträgt.The packaging system (140, 240, 340) according to any of the Claims 11 to 18 , wherein the heat transfer surface (146, 246, 346, 446) has an area that is at least 30% and up to less than 100% of the total area of the first side (160). Das Packagingsystem (140, 240, 340) gemäß irgendeinem der Ansprüche 11 bis 19, wobei der elektronische Chip (142) ein Halbleiterchip ist, insbesondere ein Leistungshalbleiterchip, welcher einen ersten Lastanschluss und einen zweiten Lastanschluss hat.The packaging system (140, 240, 340) according to any of the Claims 11 to 19 , wherein the electronic chip (142) is a semiconductor chip, in particular a power semiconductor chip, which has a first load connection and a second load connection. Ein Verfahren des Herstellens einer Wärmedissipationsvorrichtung (100, 200, 300, 500, 600, 700, 800, 900) aufweisend einen ersten Teil (104) und einen zweiten Teil (110), das Verfahren aufweisend: Bereitstellen des ersten Teils (104), wobei der erste Teil ein erstes Material aufweist und einen Oberflächenbereich (108) hat; Deponieren von Partikeln eines zweiten Materials auf dem Oberflächenbereich (108), um dadurch den zweiten Teil (110) zu bilden.A method of manufacturing a heat dissipation device (100, 200, 300, 500, 600, 700, 800, 900) comprising a first part (104) and a second part (110), the method comprising: Providing the first portion (104), the first portion comprising a first material and having a surface area (108); Depositing particles of a second material on the surface region (108), thereby forming the second part (110). Das Verfahren gemäß Anspruch 21, wobei das Deponieren der Partikel (124) des zweiten Materials ein Transportieren der Partikel in einem Fluidstrom (114) auf den Oberflächenbereich (108) aufweist, insbesondere wobei der Fluidstrom (114) eine Geschwindigkeit von mindestens 20% der Schallgeschwindigkeit in dem Fluid hat, ferner insbesondere wobei das Fluid ein Gas ist.The procedure according to Claim 21 , wherein the depositing of the particles (124) of the second material comprises transporting the particles in a fluid stream (114) to the surface area (108), in particular wherein the fluid stream (114) has a velocity of at least 20% of the speed of sound in the fluid, further particularly in which the fluid is a gas. Das Verfahren gemäß Anspruch 22, das Verfahren ferner aufweisend Bereitstellen eines Plasmas, insbesondere wobei der Fluidstrom das Plasma aufweist.The procedure according to Claim 22 , the method further comprising providing a plasma, in particular wherein the fluid stream has the plasma. Das Verfahren gemäß Anspruch 23, wobei das Plasma konfiguriert ist, um die Partikel eine reaktive Partikel bereitzustellen.The procedure according to Claim 23 wherein the plasma is configured to provide the particles with a reactive particle. Eine Wärmedissipationsvorrichtung (100, 200, 300, 500, 600, 700, 800, 900) hergestellt gemäß dem Verfahren von irgendeinem der Ansprüche 21 bis 24.A heat dissipation device (100, 200, 300, 500, 600, 700, 800, 900) made according to the method of any of the Claims 21 to 24 , Ein Verfahren der Verwendung einer Sprühbeschichtungs- oder Plasmasprühbeschichtungs-Technik zum Bereitstellen eines zweiten Teils (110) einer Wärmedissipationsvorrichtung (100, 200, 300, 500, 600, 700, 800, 900) auf einem Oberflächenbereich (108) eines ersten Teils (104) der Wärmedissipationsvorrichtung, wobei der erste Teil (104) ein erstes Material aufweist und der zweite Teil (110) ein zweites Material aufweist.A method of using a spray coating or plasma spray coating technique to provide a second portion (110) of a heat dissipation device (100, 200, 300, 500, 600, 700, 800, 900) on a surface area (108) of a first portion (104) of the heat dissipation device, the first part (104) comprising a first material and the second part (110) comprising a second material. Eine elektronische Vorrichtung (130, 230, 330, 430) aufweisend: eine Stütze (132, 232, 332), insbesondere eine Leiterplatte; ein Packagingsystem gemäß irgendeinem der Ansprüche 11 bis 20, wobei das Packagingsystem (140, 240, 340) an die Stütze (132, 232, 332) montiert ist.An electronic device (130, 230, 330, 430) comprising: a support (132, 232, 332), in particular a printed circuit board; a packaging system according to any of the Claims 11 to 20 , wherein the packaging system (140, 240, 340) is mounted on the support (132, 232, 332). Verfahren des Herstellens einer elektronischen Vorrichtung (130, 230, 330, 430), das Verfahren aufweisend: Montieren eines Package (134, 234, 334, 434), welches einen elektronischen Chip (142) aufweist, an eine Stütze (132, 232, 332); thermisch Koppeln einer Wärmedissipationsvorrichtung (100, 200, 300, 500, 600, 700, 800, 900) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10 an das Package (134, 234, 334, 434).A method of manufacturing an electronic device (130, 230, 330, 430), the method comprising: mounting a package (134, 234, 334, 434), which has an electronic chip (142), on a support (132, 232, 332); thermally coupling a heat dissipation device (100, 200, 300, 500, 600, 700, 800, 900) according to any of the Claims 1 to 10 to the package (134, 234, 334, 434). Ein Verfahren des Herstellens eines Packagingsystems, das Verfahren aufweisend: Montieren einer Wärmedissipationsvorrichtung (100, 200, 300, 500, 600, 700, 800, 900) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10 an ein Package (134, 234, 334, 434), welches einen elektronischen Chip (142) aufweist.A method of manufacturing a packaging system, the method comprising: mounting a heat dissipation device (100, 200, 300, 500, 600, 700, 800, 900) according to any of the Claims 1 to 10 to a package (134, 234, 334, 434) which has an electronic chip (142).
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11227846B2 (en) * 2019-01-30 2022-01-18 Mediatek Inc. Semiconductor package having improved thermal interface between semiconductor die and heat spreading structure
US11315852B2 (en) * 2019-10-11 2022-04-26 Aptiv Technologies Limited Thermal interface layer for electronic device
US20230079413A1 (en) * 2021-09-13 2023-03-16 Infineon Technologies Ag Semiconductor assembly with multi-device cooling

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5581118A (en) * 1994-05-31 1996-12-03 Motorola, Inc. Electronic surface mount device
US20030227750A1 (en) * 2002-06-10 2003-12-11 Visteon Global Technologies, Inc. Liquid cooled metal thermal stack for high-power dies
DE112008001037T5 (en) * 2007-06-21 2010-04-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi Film forming process, heat conducting element, power module, vehicle inverter and vehicle
DE102014113238A1 (en) * 2013-09-18 2015-03-19 Infineon Technologies Austria Ag Electronic power device and method of manufacturing an electronic power device
WO2015077808A1 (en) * 2013-11-27 2015-06-04 At&S Austria Technologie & Systemtechnik Aktiengesellschaft Circuit board structure
DE102015101674A1 (en) 2015-02-05 2016-08-11 Infineon Technologies Austria Ag Semiconductor chip package with pins on short side edges

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7694719B2 (en) * 2007-01-04 2010-04-13 International Business Machines Corporation Patterned metal thermal interface
WO2009114372A2 (en) * 2008-03-13 2009-09-17 Honeywell International Inc. Thermal interconnect and integrated interface systems, methods of production and uses thereof
US11060805B2 (en) * 2014-12-12 2021-07-13 Teledyne Scientific & Imaging, Llc Thermal interface material system
CN206402607U (en) * 2015-11-09 2017-08-11 天津莱尔德电子材料有限公司 Board-level shield, component and electronic installation

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5581118A (en) * 1994-05-31 1996-12-03 Motorola, Inc. Electronic surface mount device
US20030227750A1 (en) * 2002-06-10 2003-12-11 Visteon Global Technologies, Inc. Liquid cooled metal thermal stack for high-power dies
DE112008001037T5 (en) * 2007-06-21 2010-04-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi Film forming process, heat conducting element, power module, vehicle inverter and vehicle
DE102014113238A1 (en) * 2013-09-18 2015-03-19 Infineon Technologies Austria Ag Electronic power device and method of manufacturing an electronic power device
WO2015077808A1 (en) * 2013-11-27 2015-06-04 At&S Austria Technologie & Systemtechnik Aktiengesellschaft Circuit board structure
DE102015101674A1 (en) 2015-02-05 2016-08-11 Infineon Technologies Austria Ag Semiconductor chip package with pins on short side edges

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